Dinámica del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado 34
Determina la fuerza que será necesario aplicar a un cuerpo de 5 kg, en reposo sobre una superficie horizontal, para que comience a moverse con aceleración de 0,5 m/s2. Coeficiente de rozamiento entre bloque y superficie 0,1.
Solución:
Datos: m= 5 kg; a = 0,5 m/s2; μ = 0,1
Aceleración y movimiento:
Un cuerpo que tenga velocidad y aceleración tangencial en el mismo sentido, se moverá cada vez más deprisa en el sentido de la velocidad.
Un cuerpo que tenga velocidad y aceleración tangencial en sentido contrario, se moverá cada vez más despacio en el sentido de la velocidad.
Un cuerpo que no tenga velocidad y tenga aceleración, empezará a moverse en el sentido de la aceleración.
Si el bloque se mueve lo hará en el sentido de F, la aceleración tendrá el mismo sentido y la fuerza de rozamiento sentido opuesto.
Fuerzas que intervienen:
Fuerzas normales:
N – m g = 0 → N = m g
Fuerzas tangenciales:
F – Fr = m a
Fuerza de rozamiento:
Fr = μ N = μ m g
Sustituyendo en la expresión de las fuerzas tangenciales:
F – μ m g = m a
F = μ m g + m a = (μ g + a) m
F = 5 kg·[0,1·(9,8 m/s2) + (0,5 m/s2)] = 7,4 N