Libro contra una pared y fuerzas

Si tomas un libro con una masa de 1 kg y lo empujas contra la pared. ¿Con cuánta fuerza hay que empujar el libro para que no se caiga?

El problema es que sé cómo calcular este problema, dices F F r i C t i o norte = F gramo r a v i t a t i o norte a yo y F w a yo yo / norte o r metro a yo = F h tu metro a norte / pag tu s h .

El problema es solucionable si dices que F gramo r a v i t a t i o norte a yo = F norte o r metro a yo / w a yo yo , pero ¿por qué es esto cierto?

¿Cómo calcularías este problema si no supieras que F norte o r metro a yo = F gramo r a v i t a t i o norte a yo , ¿cómo probarías esta afirmación?

para mi el problema es que F norte o r metro a yo = F gramo r a v i t a t i o norte a yo * porque ⁡ ( α ) , pero cos(ángulo) es 0, no entiendo la relación entre F gramo r a v i t a t i o norte a yo y F norte o r metro a yo en este escenario.

Puede resultarle útil usar el marcado LaTeX en sus publicaciones en Physics.SE (habilitado por el motor de renderizado MathJax). Hay algunos ejemplos mínimos en las preguntas frecuentes, y le interesará un formulario como F_{gravitational}colocado entre signos de dólar individuales para obtener F gramo r a v i t a t i o norte a yo . Ligeramente mejor es F_\text{gravitational}( F gravitacional ) si te importa. Use \sin \alphay \cos (\theta)para obtener el marcado correcto para las funciones estándar ( pecado ⁡ α , porque ⁡ ( θ ) )
Ahora, la fuerza ejercida por la pared sobre el libro se divide en dos partes (por definición): la fuerza normal que siempre es perpendicular a la pared (por lo que una pared vertical no puede contrarrestar la gravedad) y una posible fuerza transversal en la superficie. ¿Qué categorías de fuerzas conoces que actúan en la interfaz entre dos sólidos? ¿Qué relaciones funcionales existen entre ellos y otras fuerzas en el problema?
¿Por qué la fuerza normal debería ser igual a la fuerza gravitacional? Experimento: engrasa la pared, pero coloca una placa de hierro en el libro y un electroimán fuerte en el otro lado (para descartar la fricción en tu mano). Puede estar seguro de que el libro se deslizará por la pared no solo cuando la fuerza magnética sea de 10 N, sino también para valores mucho más altos. Tal vez no entiendo la pregunta...

Respuestas (2)

Lo que necesitas es una relación entre la fuerza de fricción y la fuerza normal.

El artículo de Wikipedia sobre la fricción tiene

F F ≤ m F norte
dónde m es el coeficiente de fricción. Quiere encontrar la fuerza normal mínima necesaria, es decir, cuando esta desigualdad se convierte en una igualdad.

Creo que ayudaría si rotas la figura 90 grados. En lugar de verlo como la fuerza con la que empujar el libro, haz que el libro quede horizontal. Como esto:-Vista vertical Vista horizontal

Entonces, ahora empujas el libro hacia abajo, la fuerza de la gravedad actuará hacia la izquierda y la fuerza ficticia hacia la derecha.

Ahora la pregunta se vuelve más simple. A partir de la figura, suponga que F gramo es una fuerza que actúa sobre el libro de la izquierda. F F es la fuerza de rozamiento y F pag tu s h es la fuerza que aplica (que actuará de manera análoga a la gravedad en los sistemas horizontales reales). La pregunta ahora se convierte en cuál debería ser el coeficiente de fricción para que el libro no se mueva. Entonces igualamos F F = F gramo . Desde,
F gramo = mg (donde 'm' es la masa del libro y 'g' es la constante gravitacional)

Por lo tanto,

F F = mg

o, ya que en F F es simplemente el coeficiente de fricción multiplicado por la fuerza aplicada

u F pag tu s h = mg (donde F pag tu s h es la fuerza que aplicas)

por lo tanto, F pag tu s h = mg/u.

Entonces, como puede ver, no es una cuestión de probar la declaración F F r i C t i o norte a yo = F gramo r a v i t a t i o norte a yo , pero para satisfacer la condición de que el libro no se mueva, F F r i C t i o norte a yo = F gramo r a v i t a t i o norte a yo , se convierte en una condición que debe cumplirse (de lo contrario, el libro se movería).

Editar: Traté de agregar una imagen para explicar la figura, pero no puedo hacerlo debido a los bajos puntos de reputación.
Editar: Tengo suficientes representantes para agregar imágenes ahora, espero que esto lo aclare.

Hola, Likhit, y (con retraso) ¡bienvenido a Physics Stack Exchange! Si lo estoy leyendo correctamente, su respuesta explica por qué la fuerza de fricción tiene que ser igual a la fuerza gravitacional, pero la pregunta es si la fuerza normal es igual a la fuerza gravitacional y por qué, por lo que es posible que haya estado un poco equivocado. Aparte de eso, sin embargo, es una respuesta bien preparada. Especialmente quería felicitar su uso de diagramas, que siempre podríamos usar más por aquí :-)
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