Fuerza necesaria para mover bloques contra la fricción.

Dos bloques de 3 kg y 5 kg de masa están conectados por un resorte de rigidez k. El coeficiente de fricción entre los bloques y la superficie es 0,2. Encuentre la fuerza horizontal constante mínima F que se debe aplicar al bloque de 3 kg para deslizar el bloque de 5 kg.

Mi trabajo: para que un bloque de 5 kg simplemente se deslice, la fuerza del resorte debe ser igual a la fricción que experimenta, que es igual a 10 N. Ahora, la fuerza externa F aplicada en un bloque de 3 kg debe ser mayor o igual que la fuerza del resorte + la fricción debida a la superficie, que es igual a 10N + 6N = 16N. Entonces mi resultado es que la fuerza mínima debe ser igual a F = 16N. Pero esta no es la respuesta. Quiero saber dónde me equivoco. Respuesta - F = 11 N

He comenzado y borrado este comentario tres veces. No entiendo muy bien el problema. Parece que uno tiene que interpretar "simplemente deslizar" como "simplemente exceder el límite de fricción estática". Pero no sé qué hacer con la fricción en el bloque de 3 kg. Uno tendría que primero exceder la fricción estática, comprimir el resorte, luego reducir la fuerza aplicada hasta que estuviera nuevamente por debajo del límite de fricción estática. Quizás la pregunta es: ¿cuál es la fuerza más pequeña que mantendrá a ambos objetos justo por debajo del límite estático una vez que se comprima el resorte? (No he resuelto ese problema). ¡¡No estoy seguro!!
Intentando muy duro también aquí y sin llegar a ningún lado tampoco.
Tengo 16 N también. Es posible que haya un error tipográfico o un error en la respuesta. He visto esto antes (es decir, errores en la clave de respuestas de un libro).
¿No hay un diagrama con el problema? La pregunta no dice que la "superficie" sea horizontal.
No, no hay diagrama.

Respuestas (2)

Para un bloque de 3kg:- Por el teorema trabajo-energía, Trabajo por fuerza externa + trabajo por fuerza no conservativa = cambio en KE + cambio en PE Sea x metros la extensión requerida del resorte Entonces, Fx - mu(=0.2) × 3 × g(=10) × x = cambio en PE + cambio en KE A partir de la ecuación, todo excepto el cambio en KE es fijo, por lo que para el valor mínimo de F, KE debe ser igual a cero. Entonces, suponiendo que el cambio en KE es muy despreciable Fx - 0.2 × 3 × 10 × x = 0.5kx^2 + 0 F - 0.2 × 3 × 10 = 0.5kx Ya que para mover el bloque de 5 kg, la magnitud mínima de kx es 10 N. Entonces - F - 6 = 5 Entonces, F = 11 N

¿Puedes reformatear esto usando MathJax? Aquí hay un tutorial de MathJax
Sí, en algunas horas.

Dos bloques con fricción

La fuerza provoca aceleración en metro 1 (bloque de la derecha) y se realiza trabajo en el resorte:

( F − m metro 1 gramo ) X = 1 2 k X 2
La extensión máxima del resorte antes metro 2 comienza a moverse es:
X metro a X = 2 ( F − m metro 1 gramo k )
Esto hace que la tensión en el resorte alcance un máximo:
T metro a X = k X metro a X = 2 ( F − m metro 1 gramo )
Que tiene que exceder la fricción proporcionada por metro 2 , para provocar el movimiento de metro 2 :
2 ( F − m metro 1 gramo ) > m metro 2 gramo
⟹ F > m ( metro 2 gramo 2 + metro 2 gramo )

Con los valores numéricos proporcionados esto da:

F > 11 norte

Si esta condición no se cumple entonces metro 1 simplemente se detendrá y metro 2 no empezará a moverse.

Gert, no estoy afirmando que tú o yo seamos infalibles. Sin embargo, esto parece ser un problema relativamente sencillo. Entonces ... a menos que el OP haya omitido algo en la declaración del problema, estoy dispuesto a seguir con la respuesta 16N. Y una cosa más... el enunciado del problema es algo ambiguo, lo que no ayuda cuando se trata de resolver el problema.
No asumí ninguna aceleración. Como dije anteriormente, la declaración del problema necesita algo de trabajo.
Fuerza necesaria para mover bloques contra la fricción.
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 2v