Respuesta interesante como rango de tensión en el sistema polea-bloque-plano

Quiero una comprensión intuitiva de por qué habrá un rango de tensión en la siguiente pregunta. (Al resolver obtendremos que el sistema está en reposo ( a = 0 ) y como parte del reposo los bloques serán estacionarios). Ahora, esto parece factible experimentalmente para tener una tensión absoluta única y me pregunto por qué este no es el caso (inicialmente pensé que la fricción podría cambiar, pero como los bloques están estacionarios, no es el caso).

Un sistema de dos bloques y una cuerda liviana se mantienen sobre dos caras inclinadas (rugosas) como se muestra en la siguiente figura. Todos los datos requeridos se mencionan en el diagrama. La polea es ligera y sin fricción. (Llevar gramo = 10 metro / s 2 , pecado ⁡ 37 ∘ = 3 / 5 ) Si el sistema se suelta desde el reposo, ¿cuál es el rango de tensión en la cuerda?

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Nota: suponga que la cuña está en reposo aunque no se mencione.

Respuestas (3)

Inicialmente pensé que la fricción podría cambiar, pero como los bloques están estacionarios, no es el caso.

No es que la fricción cambie con el tiempo, es que se desconoce el valor específico de la fricción (en el caso estático), por lo que también se desconoce el valor específico de la tensión. Conoce el valor máximo posible de fricción estática en los bloques, pero no el valor específico.

Vayamos a un caso más extremo. Imagina que el coeficiente de fricción es tan alto que los bloques pueden permanecer en su lugar en la rampa sin cuerda. Cuando los depositas, ¿cuál es la tensión en la cuerda? La respuesta es que depende. Podrías dejarlos con tensión 0 y permanecerían en su lugar. Podrías colocarlos con una tensión muy alta y permanecerían en su lugar.

Para el problema dado, el bajo coeficiente de fricción limita los posibles valores de tensión, pero no indica un valor único.

Un ejemplo más simple puede ilustrar por qué es posible un rango de tensiones cuando se trata de fricción.

Una cuerda horizontal está unida a un bloque de masa metro que descansa sobre un plano horizontal. El coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es m . Si el bloque está en reposo, la tensión en la cuerda puede tomar cualquier valor entre 0 y m metro gramo .

@shriram No fue una pregunta estúpida y puede ayudar a otros, por lo que recomendaría no eliminarla.

Me parece que las fuerzas de fricción estática no son suficientes para mantener los bloques en su lugar. Los 10 kg se deslizarán hacia abajo y arrastrarán los 5 kg hacia arriba. Si la cuerda se estira un poco, puede haber una breve tensión máxima antes de que comiencen los 5 kg.

La fuerza neta paralela al plano debido a la gravedad y las fuerzas normales es menor que la fricción estática máxima posible. Es posible permanecer en reposo.
Bill N: Tienes razón. Tal vez el rango dependa de qué fuerza de fricción sea máxima.
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