Tiramos de un bloque de masa 20 kg, apoyado en una superficie horizontal, con una fuerza de 50 N paralela al suelo. Sabiendo que su coeficiente de rozamiento estático es 0,5, calcula:

• a) La fuerza de rozamiento.
• b) Los valores de la fuerza de rozamiento máximo y mínimo cuando pasamos de arrastrar con fuerzas de 30 N hasta 120 N.
• c) Recrea en la escena que figura en la ayuda las condiciones del problema y a partir de ellas aumenta la fuerza de tracción hasta que el cuerpo se mueva. ¿Qué valor puedes deducir de los datos de la escena para el coeficiente dinámico de rozamiento (m')?

Nota.Toma como valor de g (9,81 m·s^-2) 10 m·s^-2.

Resolución P1

Datos: (Pasados al S.I.)

a) peso = m·g = 20 ·9,8 = (aprox 20·10) = 200 N

N = peso
N = P = 200 N
Fr máx. = m · N
Fr máx. = 0,5 · 200= 100 N

Como la fuerza de tracción no supera los 100 N no llega a producirse la fuerza de rozamiento máxima. Por lo tanto la Fr es igual a la de tracción y sólo alcanza los 50 N.

b) La F roz. máxima será de 100 N y la mínima de 30N, que se producirá cuando la fuerza de tracción sea mínima (30 N) y la máxima alcance los 100 N.

Suponer que cuando tiramos con una fuerza menor de 100 N aparece la Fr máxima (de 100 N), sería como suponer que, al tirar nosotros hacia la derecha, el cuerpo acelera hacia la izquierda por aparecer una fuerza de 100 N que se opone al movimiento. Así, cuando tiramos con 80 N, el cuerpo saldría hacia atrás arrastrado por una20 N (y esto no sucederá jamás).

c) Tal como vemos en la escena al sobrepasar la fuerza de tracción los 100 N la fuerza de rozamiento pasa a valer 80 N (la fuerza de rozamiento se hace un poco menor que la máxima).

Por lo tanto y dado que la normal no varía:
Fr máx. = m ' · N
80 = m ' · 200
m ' = 0,4
El coeficiente re rozamiento dinámico será 0,4.