La mayor dificultad para los estudiantes de física de secundaria está relacionada con la resolución de problemas, en los más diversos frentes de la disciplina.
Presentaré aquí la solución de un ejercicio de interacción entre bloques, relacionado con la aplicación de las leyes de Newton.
Ejemplo 1) (UF-PE) La siguiente figura muestra tres bloques de masas mA = 1,0 kg, mB = 2,0 kg y mc = 3,0 kg. Los bloques se mueven juntos bajo la acción de una fuerza horizontal constante F de módulo de 4.2 N.
Sin tener en cuenta la fricción, ¿cuál es la magnitud de la fuerza neta sobre el bloque B?
a) 1,0 N
b) 1,4 N
c) 1,8 N
d) 2,2 N
e) 2,6 N
Solución.
Primero debemos saber que F = m.a (segunda ley de Newton). También debemos saber que los tres cuerpos se mueven con la misma aceleración, y que esta aceleración tiene la misma dirección y dirección que la fuerza F.
Entonces podemos calcular la aceleración de los bloques por el Sistema de Cuerpo Aislado (SCI)
En la siguiente figura representamos las fuerzas que actúan sobre A, B y C
Donde F es la fuerza aplicada.
FLa en el primer bloque está la reacción de B en La debido a F.
Fa en el segundo bloque es la acción de La en B debido a F
Fc en el segundo bloque es la reacción de C en B debido a F
Fc en el tercer bloque es la acción de B en C debido a F
n es la fuerza normal yp es la fuerza del peso en los tres casos
Simplificando los pesos con las fuerzas de reacción normales en cada caso tenemos que:
Como F = 4.2 N, tenemos:
4,2 = (1,0 + 2,0 + 3,0) .a
a = 4,2 / 6
a = 0,7 m / s2
Una vez que se encuentra la aceleración, debemos encontrar el valor resultante en B.
La resultante en B es: FB = FLA - FC
Restando las ecuaciones B y C tenemos:
FLA = (mB + mC). La
FLA = (2,0 + 3,0). 0,7
FLA = 5,0. 0,7
FLA = 3,5 N
Encontrar el valor de FC
FC = mC. La
FC = 3,0. 0,7
FC = 2,1 N
Así:
FB = 3,5 – 2,1
FB = 1,4 N
Luego concluimos que la fuerza neta sobre B es igual a 1.4 N.
Por Kléber Cavalcante
Licenciada en Física
Equipo Escolar de Brasil
mecánica - Física - Escuela Brasil
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aplicacao-das-leis-newton.htm
