Hola , quería pedir ayuda para poder hacer el ejercicio , ya que viendo los resultados , no entiendo cómo hacer para llegar a tener dentro de la raíz cuadrada la tangente del ángulo
Hola, como siempre lo que hay que hacer es aplicar la segunda ley de Newton desde un sistema de ejes conveniente, e imponer las condiciones que correspondan en cada ejercicio. Particularmente en este caso, la sutileza radica en que hay que pensarlo de manera diferente a los ejercicios de planos inclinados que hemos visto hasta el momento. En general, en ejercicios donde teníamos masas que están en reposo o que deslizan sobre un plan inclinado, convenía plantear un sistema de ejes con un versor paralelo al plan inclinado y el versor perpendicular, porque si el objeto desliza sobre el plano está claro que su aceleración según el versor debe ser cero, y en todo caso la única aceleración distinta de cero puede ser la aceleración según , dependiendo de si el objeto efectivamente desliza o si está quieto.
Pero en el caso del ejercicio 10, donde el auto se encuentra efectuando un movimiento circular uniforme, hay que tener un poco de cuidado con entender que es cero y que no. Pensemos en la fuerza normal que le ejerce la superficie al auto. ¿Se cancela totalmente con alguna componente del peso, tal como lo hacia en los ejercicios de deslizamiento? Para responder eso hay que entender que, cómo el auto está en un movimiento circular uniforme con aceleración centripeta apuntando en la dirección horizontal (OJO, no confundir con "dirección paralela al plano inclinado"), debe haber también una fuerza neta en dicha dirección, que es la que va a actuar como fuerza centripeta. ¿Y que fuerzas componen a esta fuerza centripeta? Bueno, todas las que apunten según el eje horizontal, que son una componente de la normal y una componente de la fuerza de rozamiento (notar que no hay componente del peso porque es perpendicular a la dirección horizontal). ¿Y que pasa con las fuerzas verticales? Se cancelan, porque en un M.C.U la única fuerza distinta de cero es la centripeta, el resto deben compensarse.
Habiendo entendido esto, la manera conveniente de plantear este ejercicio entonces es:
1) Elegir sistema de ejes con versores horizontal y vertical (NO un sistema de ejes inclinado)
Planteando estas relaciones deberías poder resolver el ejercicio sin problemas.
Espero que te sea útil ! Cualquier cosa quedo a las órdenes.