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EJERCICIO 1. Una fuerza F de 80 N, que forma un ángulo de 60° con la vertical es aplicada al bloque de 3 Kg. Los coeficientes de fricción de las superficies dadas en la siguiente figura son: S= 0,3 y k= 0,2. ¿Se moverá el bloque hacia arriba? F 60° m Y(+) X(+) F 60° Fx Fy P N Frsact Como está en reposo con respecto a una superficie existe una fuerza de Fricción Estática Máxima paralela a la superficie que impide que el cuerpo se mueva. 𝑭𝒓𝒔𝒎𝒂𝒙 = 𝝁𝒔 ∙ 𝑵 Se dibuja un DCL, uno de los ejes del sistema de coordenadas se pone en la dirección del movimiento. En este caso, la dirección del movimiento del cuerpo es vertical. Preguntan si el cuerpo se moverá hacia arriba, por lo que se pone positivo hacia arriba y negativo hacia abajo. Se ubican las fuerzas que se ejercen sobre el cuerpo: *La Fuerza aplicada F, con dirección de 60° con el eje vertical. *El Peso, verticalmente hacia abajo. *La Normal, perpendicular a la superficie de contacto. *La Fuerza de Fricción Estática actuante, contraria al movimiento. Cuando un cuerpo está inicialmente en reposo y se ejercen fuerzas que favorecen al movimiento existe una Fricción Estática Actuante paralela a la superficie contraria al movimiento. Aplicar las leyes de Newton en ambos ejes. *Si el cuerpo se mueve con velocidad constante o está en reposo F = 0. *Si el cuerpo tiene aceleración, entonces F= m.a Un cuerpo se mueve cuando: 𝑭𝒓𝒔𝒂𝒄𝒕𝒖𝒂𝒏𝒕𝒆 ≥ 𝑭𝒓𝒔𝒎𝒂𝒙 ∑ 𝐹𝑥 = 0 Se hace sumatoria de las fuerzas en X e Y, se iguala a cero porque el cuerpo está en reposo con respecto al eje X y el eje Y. ∑ 𝐹𝑦 = 0 𝐹𝑥 − 𝑁 = 0 𝐹𝑦 − 𝑃 − 𝐹𝑟𝑠𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑛𝑡𝑒 = 0 Ec.1 Ec.2 DCL 𝑃 = 𝑚 ∙ 𝑔 = 3 ∙ 9.81 = 29,43𝑁 Cálculos 𝐹𝑥 = 𝐹 ∙ sin 60° = 80 ∙ sin 60° = 69,28 𝑁 𝐹𝑦 = 𝐹 ∙ cos 60° = 80 ∙ cos 60° = 40𝑁 𝐹𝑥 − 𝑁 = 0 De la ecuación 1 se calcula la normal, que se utilizará para calcular la Fuerza de Fricción Estática Máxima 𝑁 = 𝐹𝑥 𝑁 = 69,28 𝑁 𝐹𝑦 − 𝑃 − 𝐹𝑟𝑠𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑛𝑡𝑒 = 0 De la ecuación 2 se calcula la Fuerza de Fricción Estática Actuante 𝐹𝑟𝑠𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑛𝑡𝑒 = 𝐹𝑦 − 𝑃 𝐹𝑟𝑠𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑛𝑡𝑒 = 40 − 29,43 𝐹𝑟𝑠𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑛𝑡𝑒 = 10,57 𝑁 𝐹𝑟𝑠𝑚𝑎𝑥 = 𝜇𝑠 ∙ 𝑁 𝐹𝑟𝑠𝑚𝑎𝑥 = 0,3 ∙ 69,28 𝐹𝑟𝑠𝑚𝑎𝑥 = 20,78 𝑁 Un cuerpo se mueve cuando: 𝑭𝒓𝒔𝒂𝒄𝒕𝒖𝒂𝒏𝒕𝒆 ≥ 𝑭𝒓𝒔𝒎𝒂𝒙 Como la Fuerza de Fricción Estática Actuante es menor que la Fuerza de Fricción Estática Máxima, el cuerpo no se mueve hacia arriba. 𝟏𝟎, 𝟓𝟕 𝑵 < 𝟐𝟎, 𝟕𝟖 (Ec.1) (Ec.2)
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