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En el sistema que se muestra en la figura 1, una fuerza oblicua F ⃗ forma un ángulo 18?

En el sistema que se muestra en la figura 1, una fuerza oblicua F ⃗ forma un ángulo 18. 6 y actúa sobre el objeto de 6. 60 kg. La superficie horizontal no tiene rozamiento. Se asume que la polea no tiene masa ni fricción. Teniendo en cuenta el sistema de masas unidas por una cuerda inextensible, donde la masa colgante es de 2. 90 kg : Aplique el método newtoniano para determinar la aceleración a_x del bloque de 6. 60 kg, en función de F. Trace una gráfica cuantitativa de a_x en función de F (incluyendo valores negativos de F ). Responda las siguientes preguntas : ¿Para qué valores de F acelera hacia arriba el objeto de 2. 90 kg? ¿Para qué valores de F permanece el sistema en reposo o se mueve con rapidez constante? Trace una gráfica cuantitativa de T en función de F (incluyendo valores negativos de F). ¿Para qué valores de F queda distensionada la cuerda? ¿Es válida la gráfica trazada en la en el numeral anterior para esos valores? ¿Por qué?

Pregunta de Física · 1 respuesta · 9 votos · mejor respuesta de Carlosjordy269

En resumen

Al no haber rozamiento, la única componente de la fuerza F que afectará a nuestro sistema es la componente "x". A partir de los datos del ejercicio : <img src="https://tex.z-dn.net/?

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Carlosjordy269
9

Al no haber rozamiento, la única componente de la fuerza F que afectará a nuestro sistema es la componente "x".

A partir de los datos del ejercicio :

<img src="https://tex.z-dn.net/?f=F_x%20%3D%20F%5Ccdot%20cos%5C%20%5Ctheta%20%3D%20F%5Ccdot%20cos%5C%2018%2C6%20%3D%200%2C95F" />

Si suponemos que el sistema se mueve en el sentido de la fuerza aplicada "F", la segunda ecuación de Newton aplicada al sistema quedará como :

<img src="https://tex.z-dn.net/?f=F_x%20-%20T_1%20%2B%20T_2%20-%20p_2%20%3D%20%28m_1%20%2B%20m_2%29%5Ccdot%20a" />

Despejamos el valor de la aceleración y sustituimos los valores :

<img src="https://tex.z-dn.net/?f=a%20%3D%20%5Cfrac%7B0%2C95F%20-%2028%2C45%7D%7B9%2C5%7D%5C%20%5Cto%5C%20a%20%3D%200%2C1F%20-%203" />

Basta con dar valores a "F" para obtener la gráfica que nos piden en el ejercicio.

El sistema estará en reposo o se moverá con velocidad constante cuando la aceleración del mismo sea cero :

<img src="https://tex.z-dn.net/?f=a%20%3D%200%5C%20%5Cto%5C%200%20%3D%200%2C1F%20-%203%5C%20%5Cto%5C%20F%20%3D%20%5Cfrac%7B3%7D%7B0%2C1%7D%20%3D%20%5Cbf%2030%5C%20N" />

La tensión de la cuerda la podemos obtener si aislamos uno de los cuerpos.

Si lo hacemos con el cuerpo 2 y aplicamos la segunda ley de Newton cuando el valor de "a" es el obtenido anteriormente :

<img src="https://tex.z-dn.net/?f=T_2%20-%20p_2%20%3D%20m_2%5Ccdot%20a%5C%20%5Cto%5C%20T%20%3D%20m_2%28a%20%2B%20g%29%5C%20%5Cto%5C%20T%20%3D%200%2C29F%20%2B%2019%2C72" />

Damos valores a "F" y obtenemos los valores de "T" que nos piden para hacer la gráfica.

La cuerda no tendrá tensión cuando T sea cero.

Igualando y despejando el valor de "F" :

<img src="https://tex.z-dn.net/?f=0%20%3D%200%2C29F%20%2B%2019%2C72%5C%20%5Cto%5C%20F%20%3D%20%5Cfrac%7B-19%2C72%7D%7B0%2C29%7D%20%3D%20%5Cbf%20-%2068%5C%20N" />

El valor que obtenemos es matemático pero no tiene sentido físico porque implica que la fuerza se ha de ejercer en el sentido contrario al que hemos considerado, con el mismo ángulo con respecto a la horizontal.

Preguntas frecuentes

En el sistema que se muestra en la figura 1, una fuerza oblicua F ⃗ forma un ángulo 18?

Al no haber rozamiento, la única componente de la fuerza F que afectará a nuestro sistema es la componente "x". A partir de los datos del ejercicio : <img src="https://tex.z-dn.net/?

En el sistema que se muestra en la figura 1, una fuerza oblicua F ⃗ forma un ángulo θ y actúa sobre el objeto de m_1 kg?

Para este problema, faltan los datos de las masas (m1 y m2) y el ánguloθ Debemos realizar un diagrama de cuerpo libre para cada uno de los objetos de masa m1 y m2. Para m1 : ∑Fx : F * cos( - θ) - T = m1 * a ; cos( - θ)…

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En el sistema que semuestra en la figura 1, una fuerza oblicuaformaun ángulo θ y actúa sobre el objeto de kg?

Debemos realizar un diagrama de cuerpo libre para cada uno de los objetos de masa m1 y m2. Para m1 : ∑Fx : F * cos( - θ) - T = m1 * a ; cos( - θ) = cos(θ) Para m2 : ∑Fy : T - m2 * g = m2 * a Como la cuerda es…

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En el sistema que se muestra en la figura, una fuerza horizontal F ⃗_x actúa sobre el objeto de m_1 kg (d_1)?

m1 = 7. 26 Kg ax = ? En función de Fx gráfica ax en función de Fx Fx = ? Acelera hacia arriba m2 = 3. 67 Kg Fx = ? Ax = 0 o se mueve con V cte Fx = ? Distensionada la cuerda Es válida la gráfica trazada ¿Porque? Para…

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En el sistema que se muestra en la figura 1, una fuerza oblicua F ⃗ forma un ángulo 25?

Debemos realizar un diagrama de cuerpo libre para cada uno de los objetos de masa m1 y m2. Para m1 : ∑Fx : F * cos( - θ) - T = m1 * a ; cos( - θ) = cos(θ) Para m2 : ∑Fy : T - m2 * g = m2 * a Como la cuerda es…

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En el sistema que se muestra en la figura, una fuerza horizontal F ⃗_x actúa sobre el objeto de m_1 kg (d_1)?

Debemos realizar un diagrama de cuerpo libre para cada uno de los objetos de masa m1 y m2. Para m1 : ∑Fx : F * cos( - θ) - T = m1 * a ; cos( - θ) = cos(θ) Para m2 : ∑Fy : T - m2 * g = m2 * a Como la cuerda es…

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Un sistema de tres masas como el que se muestra en la figura se utiliza como dispositivo para determinar el coeficiente de fricción cinético entre la masa y la superficie horizontal?

Se tiene un sistema de tres masas. El cual se utiliza para determinar el coeficiente de fricción cinética entre la masa y la superficie. A. El diagrama de cuerpo libre de cada masa se puede ver en la imagen. B. El valor…

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Un sistema de tres masas como el que se muestra en la figura se utiliza como dispositivo para determinar el coeficiente de fricción cinético entre la masa y la superficie horizontal?

Se tiene un sistema de tres masas. El cual se utiliza para determinar el coeficiente de fricción cinética entre la masa y la superficie. A. El diagrama de cuerpo libre de cada masa se puede ver en la imagen. B. El valor…

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