Imagine que empuja una caja sobre el piso de un elevador mientras éste está en movimiento. Entre la caja y el piso hay fricción. ¿En qué situación la fuerza que debe aplicar para mover la caja es mínima y en qué situación es máxima : a) cuando el elevador está acelerando hacia arriba, b) cuando está acelerando hacia abajo o c) cuando viaja con rapidez constante. EXPLIQUE sus conclusiones.
En resumen
La fuerza que se debe aplicar para mover la caja es mínima cuando el ascensor va bajando con aceleración constante.
La fuerza que se debe aplicar para mover la caja es mínima cuando el ascensor va bajando con aceleración constante.
Se observa en las ecuaciones obtenidas para hallar la Fuerza "F", en cada uno de los tres casos, que es en el caso donde el ascensor baja con "a" donde "F" es menor.
En este caso el termino "m * a" le resta al peso de la caja "P", quien es directamente proporcional a "F"Datos : a : aceleración del ascensorax : aceleración relativa de la caja con respecto al piso del ascensorP : peso de la cajaFN : Fuerza normal ejercida por el piso del ascensor sobre la cajaμ : Coeficiente de fricción entre el piso del ascensor y la cajam : masa de la cajaAplicamos la Segunda Ley de Newton (ver diagrama de cuerpo libre adjunto) sobre la caja en las tres situaciones diferentes : a↑, a↓ y a = 0a↑ : ∑Fy = m * ayFN - P = m * aFN = P + m * a∑Fx = m * axF - Fr = m * axF - (μ * FN) = m * axF - μ * (P + m * a) = m * axF = m * ax + μ * (P + m * a)a↓ : ∑Fy = m * ayP - FN = m * aFN = P - m * a∑Fx = m * axF - Fr = m * axF - (μ * FN) = m * axF - μ * (P - m * a) = m * axF = m * ax + μ * (P - m * a)a = 0 : ∑Fy = m * ayP - FN = 0FN = P∑Fx = m * axF - Fr = m * axF - (μ * FN) = m * axF - μ * P = m * axF = m * ax + μ * P.
N = 20kg = 200N μ = 0, 2 Fr = N. Μ Fr = 200N(0, 2) = 40N Fr = 40N Fr = F = 40N.
Aplicando el diagrama de cuerpo libre del pasajero, se tiene que : ∑Fy : Fnormal - W = mPasajero * a Si el peso del pasajero es : W = m * g⇒ W = 650 N m = (650 N) / (9, 8 m / s ^ 2) m = 66, 33 kg⇒ masa del pasajero Las…