¿Como resolver este problema de física 1? Paso a paso para poder entenderlo

Un bloque de hielo de 8.00 kg, soltado desde el reposo en la
parte superior(A) de una rampa sin fricción, alcanza una rapidez
de 2.50 m/s en la base (B) de la rampa.
a. Determine el módulo de la aceleración del bloque de hielo
b. ¿Cuál es el módulo de la fuerza resultante sobre el bloque?
c. ¿Qué ángulo forma la rampa con la horizontal? ; AB = 1.50 m.

2 Respuestas

Respuesta

Tratándose de movimiento uniformemente acelerado podes utilizar la expresión genheral.

Vf^2 = Vo^2 + 2a x Espacio recorrido ....reemplazaondo en los datos seria:

(2.50 m/seg)^2 = 0 + 2a ( 1.50 m) ............a= 2 m/seg^2

Fuerza sobre el bloque...por Ley de Newton .........Fuerza= masa x aceleracion =

= 8 x 2 = 16 N.

Angulo de la rampa con la horizontal = si construyes el triangulo de las aceleraciones sobre el objeto que se suelta tendrás:

Aceleracion plano inclinado = g x sen alfa = 2 m/seg^2 .......sen alfa = 0.20....,.alfa= 11.7°.

Respuesta

Te lo voy a resolver de otro modo que albert buscapolos Ing°, que da "parecido" (debería dar igual, pero asumo que es por los redondeos asociados a los cálculos).

Para lo mío, necesitás conocer el principio de conservación de la Energía Mecánica y suponiendo esto, aquí vamos:

$$\begin{align}&Em_A=EmB\\&\frac{1}{2}mv_A^2+mgh_A=\frac{1}{2}mv_B^2+mgh_B\\&\text{Simplifico la masa y elimino los términos que son cero}\\&gh_A=\frac{1}{2}v_B^2\\&h_A=\frac{v_B^2}{2\cdot g}=\frac{(2.5 m/s)^2}{2\cdot 9.8 m/s^2}=0.319m \text{ (dejo 3 decimales pues ya estaríamos en mm)}\\&\text{y ahora por trigonometría voy a calcular }\theta\\&sen(\theta) = \frac{h_A}{\overline {AB}}=\frac{0.319}{1.5}=0.2126\\&\theta=arcsen(0.2126)=0.2142 radianes \approx 12°27\\&\text{Ahora planteo el eje x paralelo a la rampa, el eje y perpendicular a él y tenemos que en el eje Y el cuerpo no se mueve}\\&\text{y en el eje X se mueve de acuerdo a:}\\&F = m\cdot a_x\\&F = -m\cdot g\cdot sen \theta= -8Kg \cdot 9.8 m/s^2 \cdot 0.2126 = -16.67N \text{El menos implica que se mueve "hacia la izquierda"}\\&a_x = -g \cdot sen \theta = -9.8 m/s^2 \cdot 0.2126 = 2.08 m/s^2\\&\end{align}$$

Como ves, tienes más de una forma de resolver el ejercicio, elige la que te parezca más sencilla o intuitiva

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