¿El ángulo de inclinación entre el tobogán y el piso afecta la velocidad en la parte inferior? [cerrado]

Obtengo la siguiente pregunta en este enlace .

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No entiendo por qué la velocidad en la parte inferior de las cuatro diapositivas es la misma. Pensé que la velocidad depende del ángulo de inclinación entre el tobogán y el suelo. En otras palabras, mi respuesta es

v D > v A > v B > v C

¿Alguien puede explicarme por qué todas las velocidades son iguales?

Votantes de VtC: revisad el enlace, no es tarea.
@peterh: no entiende la definición de "tarea" en este sitio. El título completo es "tarea y ejercicios", que incluye todas las preguntas de naturaleza "similar a la tarea", incluso si se realizan para el autoaprendizaje. Consulte meta.physics.stackexchange.com/questions/714
@sammygerbil Tienes razón. Aunque creo que tal vez la política de tareas (y ejercicios) podría suavizarse por razones pragmáticas, ref1 , ref2 .
@peterh: Estoy de acuerdo, la política debe revisarse, aunque creo que no debería depender de si la pregunta realmente se ha establecido como tarea; eso sería demasiado difícil de verificar. Estoy de acuerdo en que esta pregunta debe ser sobre el tema . Pero según la política oficial creo que no lo es. Si desea cambiar la política, involúcrese en el sitio Physics Meta.

Respuestas (1)

Primero, la razón por la que el niño se mueve es que la energía potencial en la parte superior se convierte en energía cinética en la parte inferior. Si la altura inicial es h y la masa del niño es metro , tenemos una velocidad final v de

metro gramo h = 1 2 metro v 2 → v = 2 gramo h
Esto es claramente independiente del camino que toma el niño para llegar al fondo, y dado que h es el mismo en todos los casos, v también será lo mismo. El niño podría estar moviéndose a una velocidad inicial distinta de cero, pero esto no afecta el resultado; la energía inicial (y por lo tanto la energía final) seguirá siendo la misma.

Además, la dirección de la velocidad (un vector), aunque no la magnitud, depende del ángulo de deslizamiento; la velocidad (un escalar) no lo hace. Tenga cuidado de no confundir los dos. Las velocidades son diferentes; las velocidades son las mismas.

Como señaló Floris, la fricción podría ser diferente si existiera, pero asumimos que los deslizamientos son ideales y sin fricción. La fricción depende de la fuerza normal ejercida sobre el niño, que sí depende del ángulo de deslizamiento; el trabajo realizado por la fricción reduciría la energía. Sin embargo, no tenemos que preocuparnos por esto aquí.

La clave aquí es que es un deslizamiento sin fricción . Eso merece ser enfatizado. De lo contrario, no hay objeciones, buena respuesta.
@Floris Buen punto; Agregué eso.
@Floris En realidad, ¡sorprendentemente! - aunque el tobogán tenga fricción, la velocidad en el fondo es la misma en todos los casos.
@sammygerbil solo si la distancia horizontal es la misma, lo que no parece ser.
@Floris: ¡Ah, sí, no podía recordar exactamente cuál es el problema! Por supuesto, una caída vertical no realiza trabajo contra la fricción. A, C, D se ven iguales, pero no B.
¿El ángulo de inclinación entre el tobogán y el piso afecta la velocidad en la parte inferior? [cerrado]
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