Segundo parcial 2023 ejercicio 7

Segundo parcial 2023 ejercicio 7

de Alejo Suárez Cabezas -
Número de respuestas: 1

Preciso ayuda para hacer este ejercicio. Usé la segunda ley de Newton y la segunda cardinal pero no me doy cuenta de como usar los datos que me dan para resolverlo, gracias.a

En respuesta a Alejo Suárez Cabezas

Re: Segundo parcial 2023 ejercicio 7

de Jorge Leonardo Ibanez Olivera -
Buenas Alejo,

Este ejercicio es igual al ejercicio 7 del práctico 10, pero con los datos diferentes. Empezaste bien el ejercicio. De la sumatoria de las fuerzas en y, obtienes que sólo hay peso y normal. De la sumatoria en x, obtienes que sólo hay fuerza de rozamiento. Sustituyendo N=mg en la sumatoria de fuerzas en x, obtienes:

a_{CM}=-g \mu_k

Después hay que ir a la sumatoria de torques, si lo analizamos desde el centro de masa, la única fuerza que realiza torque es la fuerza de rozamiento, que se aplica a una distancia R. Debes tener en cuenta a I de una esfera. De esta ecuación se obtiene:

 \alpha=\frac{5 g \mu_k}{2 R}

Con estas dos ecuaciones, vayamos al caso en que la esfera rueda sin deslizar, a los 0.5 s, observamos que

v(t=0.5 s)=R \omega (t=0.5 s)

Y de esta ecuación, podemos ver que el lado izquierdo esta vinculado con la ecuación que obtuvimos utilizando Newton, y el lado derecho con los torques. Aplicamos lo que sabemos de cinemática:

v(t)=v_0+at=v_0-g  \mu_k t
\omega(t)=\omega_0+\alpha t = \frac{5 g \mu_k}{2 R} t

Sustituyendo estas dos ecuaciones, finalmente obtenemos que

\mu_k = \frac{2}{7} \frac{v_0}{g t_{RSD}}

En donde sustituyendo por los datos del ejercicio, siendo t_{RSD}=0,5, obtenemos la repuesta c

Saludos!