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Un bloque de 2000 K0g se desliza hacia abajo por un plano inclinado áspero con aceleración constante. El bloque parte del reposo desde la parte superior del plano y llega a la parte inferior con una velocidad de 2,54 m/s. La longitud del plano inclinado es de 1,5 m. ¿Cuál es el coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano? Resolver con fórmula de cinemática

Sagot :

Respuesta:

Para resolver este problema utilizando la fórmula de cinemática, podemos utilizar la ecuación de movimiento en un plano inclinado con aceleración constante. La fórmula a utilizar es:

\[ v^2 = u^2 + 2as \]

Donde:

- \( v = 2.54 \, \text{m/s} \) (velocidad final del bloque)

- \( u = 0 \, \text{m/s} \) (velocidad inicial, ya que parte del reposo)

- \( a \) es la aceleración del bloque

- \( s = 1.5 \, \text{m} \) (Longitud del plano inclinado)

Para encontrar la aceleración del bloque, primero necesitamos calcularla usando la ecuación de aceleración:

\[ a = \frac{v^2 - u^2}{2s} \]

\[ a = \frac{(2.54)^2 - (0)^2}{2 \times 1.5} \]

\[ a = \frac{6.4516}{3} \]

\[ a = 2.15 \, \text{m/s}^2 \]

Luego, podemos calcular la fuerza de rozamiento \( f_r \) utilizando la segunda ley de Newton:

\[ f_r = m \cdot a \]

Dado que la aceleración es debida a la fuerza neta paralela al plano, esta fuerza neta será \(mg\sin(\theta) - f_r = ma \), donde \( \theta \) es el ángulo de inclinación.

Además, la fuerza normal es \( N = mg\cos(\theta) \).

En este caso, el \( \sin(\theta) = a/g \) y \( \cos(\theta) = s/L \), donde L es la hipotenusa del plano inclinado.

Finalmente, el coeficiente de rozamiento \( \mu \) se calcula como

\[ \mu = \frac{f_r}{N} \]

Espero que es