NO ME SALEN
EJERCICIOS RESUELTOS DE BIOFÍSICA DEL CBC
(Leyes de conservación, trabajo)
 

 

EM28) Se sabe que un móvil está subiendo por una rampa inclinada, con rozamiento, a velocidad creciente. Cuáles son verdaderas de las siguientes afirmaciones:
1) La energía mecánica es constante.
2) La suma de los trabajos de todas las fuerzas es cero.
3) El rozamiento compensa exactamente el peso del cuerpo.
4) Actúa alguna fuerza exterior, aparte del peso y del rozamiento, que hace trabajo distinto de 0.
5) El trabajo de la fuerza resultante es >0.

Antes de ponernos a contestar una por una las afirmaciones extraordinarias que nos propone el ejercicio, vamos a ponernos de acuerdo en el significado de alguna frasecita clave que figura en el enunciado. Se trata de velocidad creciente... ello significa aceleración distinta de cero... y como el cuerpo está subiendo, será que la aceleración apunta hacia arriba en la dirección de la rampa... ¿ok? Bueno, tenelo presente.

   

1) La energía mecánica es constante. FALSO. La energía mecánica esta aumentando y no puede haber ninguna duda de ello. La energía mecánica siempre es la suma de la energía cinética y la energía potencial, EM = EC + EP, y ambas están aumentando (la cinética porque el móvil se mueve cada vez más rápido, y la potencial porque está subiendo). Luego, la suma de ambas, también debe estar aumentando... y no puede ser constante.

2) La suma de los trabajos de todas las fuerzas es cero. FALSO. Si la sumatoria de las fuerzas que actúan sobre el móvil fuese nula, entonces, su energía cinética se mantendría constante, o sea, no podría estar aumentando su velocidad. WRes = ΔEc

3) El rozamiento compensa exactamente el peso del cuerpo. INCONTESTABLE. Primera cuestión: el enunciado menciona la existencia de una fuerza de rozamiento, pero no aclara si apunta hacia abajo o hacia arriba (contrario o a favor de desplazamiento del móvil). Si nos dijesen que el móvil sube deslizando, entonces, podríamos inferir que el rozamiento es de tipo dinámico y apunta hacia abajo. Pero si se tratase -por ejemplo- de un rodado, entonces la fuerza de rozamiento sería, probablemente, la responsable de la aceleración hacia arriba. Segunda cuestión: la palabra compensa es un tanto ambigua. Si con ello se quiere significar que son iguales en módulo y dirección y contrarias en sentido, entonces será claramente falso. Pero si por compensa se interpreta que anula la componente del peso paralela al movimiento, entonces, podríamos aceptar la posibilidad de que ello ocurra... sólo habría que agregar una fuerza de tracción más -hacia arriba- para obtener la aceleración.

4) Actúa alguna fuerza exterior, aparte del peso y del rozamiento, que hace trabajo distinto de 0. INCONTESTABLE. Ocurre lo mismo que en la afirmación anterior: el enunciado menciona la existencia de una fuerza de rozamiento, pero no aclara si apunta hacia abajo o hacia arriba (contrario o a favor de desplazamiento del móvil). Si nos dijesen que el móvil sube deslizando, entonces, la fuerza exterior hacia arriba sería necesaria pues, si no... el cuerpo estaría moviéndose hacia arriba pero acelerando hacia abajo.

5) El trabajo de la fuerza resultante es >0. VERDADERO. Por el mismo motivo que falsamos la 2da. afirmación, WRes = ΔEc, el trabajo de la resultante debe ser mayor que cero.

   

NOTA: La sección de resultados de la Guía de Ejercicios arroja como VERDADERAS, las afirmaciones 4 y 5 como si el único sentido posible para la fuerza de rozamiento fuera el contrario al desplazamiento.

   

DESAFIO: Hacer dos o tres DCLs posibles para la situación planteada en el enunciado.

  Ricardo Cabrera
   
   
Algunos derechos reservados. Severísimas penas a quien orinase en un paso a nivel sobre la vía electrificada. Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización sep-08. Buenos Aires, Argentina.