Tema: Teorema trabajo - energía. Un esquiador de masa 51,6kg (m) se desliza por una superficie horizontal sin fricción con una
Rapidez constante de 4,10 m/s (v). Luego ingresa a una región rugosa de 8,80 m (x) de longitud y finalmente, continúa por otra superficie sin fricción. El coeficiente de fricción cinética entre la tabla de esquí y la superficie áspera es de 0.17. ¿Qué rapidez tiene el esquiador después de pasar por la superficie áspera? NOTA: Utilice el teorema del trabajo y la energía cinética en el análisis y desarrollo del ejercicio.
2 Respuestas
La energía cinetida del esquiador a la llegada al tramo rugoso sería:
E.C. = 1/2 masa x v^2 = 0.50 x 51.6 x 4.10^2 = 433.7 Joules.
La energia que disipária en forma de calor al atravesar totalmente el tramo rugoso será de :
K roce x N x distancia recorrida = 0.17 x 51.6 x 9.80 x 8.80 = 756.5 Joules
De acuerdo a estos datos, el esquiador no llegaría al final del tramo rugoso...
Si utilizamos el teorema de conservación de la energía cinética tendremos que el trabajo de rozamiento con signo negativo es igual a la variación de energía cinética más la variación de energía potencial la cual en este caso es 0.
Por tanto tendremos que
-0,17*51,6*9,8*8,80 = 1/2*51,6*(v^2-4,1^2)
Despejando tendremos que
Sale un cuadrado de velocidad negativo con lo cual el esquiador no llega a atravesar completamente la zona rugosa sino que se detiene en ella