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Aplicación de la conservación de la energía mecánica a un ascensor que cae (7627)
Un ascensor tiene una masa de 1 250 kg y las personas que van en su interior de 350 kg. El foso mide 120 cm y el muelle de emergencia 100 cm, pudiéndose comprimir como máximo 40 cm. Al pasar por el 5.º piso, a una altura de 19 m, y mientras desciende con una velocidad constante de 2 m/s, se rompe el cable que sujeta el ascensor y se acciona el sistema de frenado hidráulico sobre los rieles de la cabina, provocando una fuerza de rozamiento de 15 000 N.
a) Calcula la constante elástica que debe tener el muelle para que no llegue a comprimirse totalmente.
b) ¿Cambiaría en algo si estuviese subiendo? ¿Y si no hubiese fuerza de rozamiento?
c) Si por seguridad la constante elástica del muelle se aumenta en un 20%, ¿Cuánto se comprimirá el muelle?
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Trabajo y fuerza de rozamiento sobre un objeto que se detiene al recorrer una distancia (7572)
Un bloque de masa 10 kg se mueve sobre una superficie horizontal con una velocidad inicial de 10 m/s. Si recorre una distancia de 4 m hasta detenerse, determina:
a) El trabajo de la fuerza de rozamiento.
b) La fuerza de rozamiento.
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Conservación de la energía mecánica con rozamiento (7376)
Una pequeña caja de 0.65 kg es lanzada desde el reposo por un resorte horizontal, como se muestra en la figura. El bloque se desliza por una pista que baja una colina y luego recorre una distancia d desde la base de la colina. La fricción cinética entre la caja y la pista es insignificante en la colina, pero el coeficiente de fricción cinética entre la caja y las partes horizontales de la pista es de 0.35. El resorte tiene una constante de
, y se comprime 30.0 cm con la caja acoplada. El bloque permanece en la pista en todo momento. Calcula la distancia d que recorre hasta detenerse en la base de la colina.
Rozamiento
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Ampliación: trabajo de rozamiento de un cuerpo que gira un cuarto de vuelta (7369)
Un objeto de 0.40 kg se mueve en una trayectoria circular de 0.50 m de radio sobre un tablero horizontal. Si el coeficiente de rozamiento es
, determina el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento sobre el objeto cuando se mueve un cuarto de vuelta.
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Trabajo desarrollado por cada una de las fuerzas de un sistema (7312)
Un bloque de 75 kg es arrastrado desde el punto A hasta el punto B del plano inclinado por una fuerza F con una aceleración de
. Si la superficie es rugosa y tiene un coeficiente de rozamiento de 0.68, calcula:
a) El trabajo realizado por la fuerza F.
b) El trabajo realizado por la normal.
c) El trabajo realizado por el peso.
d) El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento.
Rozamiento