Física, 2º Bachillerato. Problemas resueltos

Principio de conservación de la energía mecánica (en superficie)

 

 

Problema 1.

Un bloque de 2 kg está situado en el extremo de un muelle, de constante elástica 500 N·m-1, comprimido 20 cm. Al liberar el muelle el bloque se desplaza por un plano horizontal y, tras recorrer una distancia de 1 m, asciende por un plano inclinado 30º con la horizontal. Solo existe rozamiento en el tramo de 1 metro recorrido en horizontal desde que el cuerpo se suelta del muelle. En este tramo el coeficiente de rozamiento vale 0,1.

a) Calcule la distancia recorrida por el bloque sobre el plano inclinado si el coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el plano horizontal es 0,1 (no hay rozamiento en el tramo inclinado, tampoco en los 20 cm.

b) Razone cuándo será máxima la energía cinética.

 

Solución paso a paso

  1. a) Planteamiento de la situación de partida, con sus datos. Principio de conservación de la energía mecánica en este caso.

  2. a) Determinación de la energía mecánica al principio.

  3. a) Determinación de la energía mecánica al final, expresada en función de la distancia recorrida por el plano inclinado.

  4. a) Determinación del trabajo realizado por la fuerza no conservativa (fuerza de rozamiento).

  5. a) Aplicación del principio de conservación de la energía mecánica de este caso para determinar la distancia recorrida por el plano inclinado.

  6. b) Explicación del lugar donde la velocidad es máxima y determinación de dicha velocidad.

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