En el sistema que se muestra en la figura 1.
En el sistema que se muestra en la figura 1, una fuerza oblicua F, forma un ángulo 21.5 y actúa sobre el objeto de m1(6.80 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 m2 (4.10kg):
- Trace los diagramas de cuerpo libre para cada uno de los dos bloques.
- Aplique el método newtoniano para determinar la aceleración del bloque de m1, en función de F.
- Trace una gráfica cuantitativa de ax en función de F (incluyendo valores negativos de F).
- Responda las siguientes preguntas:
¿Para qué valores de F acelera hacia arriba el objeto de m2?
¿Para qué valores de F permanece el sistema en reposo o se mueve con rapidez constante?
5. Trace una gráfica cuantitativa de en función de T (incluyendo valores negativos de F). ¿Para qué valores de queda distensionada la cuerda? ¿Es válida la gráfica trazada en la en el numeral anterior para esos valores? ¿Por qué?
2 Respuestas
El sistema de masas m1 y m2 esta siendo tensionado por la fuerza F.
m1= 6.80 Kg…………………..m2= 4.10 Kg.
Angulo de tiro 21.5°.
Siendo Fx = F cos 21.5° aplicas Newton y llegarias a:
a(x) = (m2g - F cos 21.5 °) / (m1+m2) = ( - 41 + 0.93 F) / 10.90 ......../F la considerarías (+) en el sentido de la mano que tira.
.Si graficas la función a(x)= (-41+0.93 F)/10.90
te estaria dando algo asi:
Para F entre -60 y 60 N.. y te da una recta creciente. Considera aquí. Eje y = a(x) y Eje x= F.
De
a(x)= (-41+0.93 F)/10.90................deducis en forma inmediata: a(x)= 0 cuando F = 44 N.
Asimismo .................................Para F= 0 N........ a(x) = - 3.76 m/s^2
El gráfico te muestra que:
Para valores de F = 44 N el sistema esta equilibrado. a(x) = 0. Podrá permanecer en reposo o desplazándose a velocidad constante.
Par F > 44 N el sistema evoluciona en el sentido de m2 subiendo. O sea a(x) > 0 .
Para F entre 44 y 0 N el sistema evoluciona en el sentido de m2 descendiendo con aceleración decreciente hasta su máximo valor = -3.76 m/seg^2.
Para F negativa ( invertida)( a(x) < -3.76 m/seg 2)….. la cuerda se distiende y el grafico pierde validez.
