Ejemplo 4-1 Dibuja los diagramas de cuerpo libre en cada una de estas situaciones: a) Una masa se desliza hacia abajo por un plano inclinado sin fr...

Claro que sí, aquí están los diagramas de cuerpo libre para cada situación:

a) Una masa se desliza hacia abajo por un plano inclinado sin fricción con ángulo β

[Diagrama de cuerpo libre de una masa deslizándose hacia abajo por un plano inclinado sin fricción]

Las fuerzas que actúan sobre la masa son:

• Su propio peso, que actúa hacia abajo.
• La fuerza normal, que actúa perpendicularmente a la superficie del plano inclinado.
• La fuerza de fricción, que es cero porque no hay fricción entre la masa y el plano inclinado.

b) Una masa se desliza hacia arriba por un plano inclinado sin fricción con ángulo β

[Diagrama de cuerpo libre de una masa deslizándose hacia arriba por un plano inclinado sin fricción]

Las fuerzas que actúan sobre la masa son:

• Su propio peso, que actúa hacia abajo.
• La fuerza normal, que actúa perpendicularmente a la superficie del plano inclinado.
• La fuerza de fricción, que es cero porque no hay fricción entre la masa y el plano inclinado.

c) Como en (b) pero con fricción cinética

[Diagrama de cuerpo libre de una masa deslizándose hacia arriba por un plano inclinado con fricción]

Las fuerzas que actúan sobre la masa son:

• Su propio peso, que actúa hacia abajo.
• La fuerza normal, que actúa perpendicularmente a la superficie del plano inclinado.
• La fuerza de fricción, que actúa opuestamente al movimiento de la masa.

La fuerza de fricción es opuesta al movimiento de la masa y tiene una magnitud igual a μN, donde μ es el coeficiente de fricción cinética y N es la fuerza normal.

d) Dos masas A y B bajan por un plano inclinado de ángulo β con fricción, como en la Figura 4-1 a). En este caso, dibuje los diagramas de cuerpo libre para A y para B. Identifique las fuerzas que son pares acción-reacción.

[Diagrama de cuerpo libre de las masas A y B]

Las fuerzas que actúan sobre la masa A son:

• Su propio peso, que actúa hacia abajo.
• La fuerza normal, que actúa perpendicularmente a la superficie del plano inclinado.
• La fuerza de fricción, que actúa opuestamente al movimiento de la masa.
• La tensión de la cuerda, que actúa hacia arriba.

Las fuerzas que actúan sobre la masa B son:

• Su propio peso, que actúa hacia abajo.
• La fuerza normal, que actúa perpendicularmente a la superficie del plano inclinado.
• La fuerza de fricción, que actúa opuestamente al movimiento de la masa.
• La tensión de la cuerda, que actúa hacia abajo.

Las fuerzas de fricción entre las dos masas son pares acción-reacción. La fuerza de fricción entre la masa A y el plano inclinado también es un par acción-reacción.

e) Dos masas A y B de la Figura 4-1 b). Identifique los pares acción-reacción. Hay fricción entre todas las superficies en contacto. La cuerda es inextensible y de masa despreciable y pasa por una polea sin roce y masa despreciable.

[Diagrama de cuerpo libre de las masas A y B]

Las fuerzas que actúan sobre la masa A son:

• Su propio peso, que actúa hacia abajo.
• La fuerza normal, que actúa perpendicularmente a la superficie del plano inclinado.
• La fuerza de fricción, que actúa opuestamente al movimiento de la masa.
• La tensión de la cuerda, que actúa hacia arriba.

Las fuerzas que actúan sobre la masa B son:

• Su propio peso, que actúa hacia abajo.
• La fuerza normal, que actúa perpendicularmente a la superficie del plano inclinado.
• La fuerza de fricción, que actúa opuestamente al movimiento de la masa.
• La tensión de la cuerda, que actúa hacia abajo.

Las fuerzas de fricción entre las dos masas son pares acción-reacción. La fuerza de fricción entre la masa A y el plano inclinado también es un par acción-reacción.