En el sistema que se muestra en la figura, una fuerza horizontal F ⃗_x actúa sobre el objeto de
8,1kg(m_1)La superficie horizontal no tiene rozamiento. La polea no tiene masa ni fricción.
(a) Trace los diagramas de cuerpo libre para cada uno de los dos bloques.
(b) Aplique el método newtoniano para determinar la aceleración a_x del bloque de 8,1kg(m_1), en función de f_x.
(c) Trace una gráfica cuantitativa de a_x en función de f_x (incluyendo valores negativos de f_x). ¿Para qué valores de F_x acelera hacia arriba el objeto de 3,5kg(m_2)? ¿Para qué valores de f_x permanece el sistema en reposo o se mueve con rapidez constante?
(d) ¿Para qué valores de f_x queda distensionada la cuerda? ¿Es válida la gráfica trazada en la parte (c) para esos valores? ¿Por qué?
1 respuesta
a) Bloque m1. ... Tendrías los vectores : m1g hacia abajo + T1 hacia arriba.
Lo escribis.........T1 - m1g= m2 a (1)
Bloque m2 ... Tendrías los vectores: Fx hacia la derecha -T1 hacia la izquierda. La fuerza peso m1g hacia arriba que se cancela con la reacción hacia abajo.
Lo escibis............Fx - T1 = m1a (2)
Entre las ecuaciones (1) y (2) despejas la aceleracion del sistema: a= Fx - m1g / m2+m1
a(Fx) = Fx - 8.1 g / (8.1 + 3.5) = (Fx - 81) / 11.6
La representacion grafica seria la siguiente:
Aceleración en eje y... Fx en eje x ... Para valores de Fx mayores que 81 N. el sistema ( la cuerda) esta en tensión y se acelera hacia la derecha. Para 81 N permanece en reposo. Para valores menores a 81 N la cuerda se distensiona y la gráfica pierde validez.
