Discusión Semanal 2.- ¿Un problema de conservación de energía?
Considerando que la superficie del plano inclinado tiene FRICCIÓN, ¿Quién baja primero la esfera o el bloque?
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Hola! una pregunta ¿podrías describirme la formula del movimiento circular? Esto es para ver si en verdad es que reduce la fricción D: no la tengo muy clara N.S. 1
Si la superficie del bloque es lisa, por la inclinación existente en el plano, la fricción es igual a la fuerza y la pendiente de la recta, lo que ocasionaría que ambos objetos cayeran al mismo tiempo, puesto que por la forma esférica del segundo objeto la fuerza de fricción es igual a la fuerza y pendiente. NS. 19
Al tener el bloque mayor área en contacto con la superficie de la pendiente aumentara el coeficiente de fricción ya que esta actuara sobre toda el área de la base del bloque y al tener la esfera menor contacto a lo largo de la superficie de la pendiente incrementara su velocidad mas mas rápido que el bloque a lo largo del recorrido N.S. 6
Al principio me pareceria que ambos caen igual, pero creo yo que dependera del area que entre en contacto con la superficie de ese plano inclinado, al verlo asi cre que el primero en caer es el rectangulo ya que ocupa mas area y el circulo pues no y aparte iria rodando ejerciendo menor resistencia al aire a diferencia de la cara plana del rectangulo. NS 11
Creo que te confundiste, por que, ¿A que te refieres con el área que entra en contacto con la superficie?, creo que son dos superficies las que entran en contacto y la de la esfera como tiene menor superficie en contacto con el plano inclinado bajaría más rápido, ¿No crees? N.S 7
Sí es totalmente al revés segun tu respuesta el primero en caer sería el círculo pues tendría menos contacto con la superficie por lo tanto también tendría menor fricción . N. S. 20
Ya que definimos la fuerza de fricción como la fuerza generada por el contacto de dos superficies, que se opone al movimiento, podemos determinar que entre mas contacto haya entre ellas afectara mayormente, por lo tanto la esfera caerá primero. N.S. 21
Tu argumento no me convence. Piensa en dos bloques con diferentes areas de contacto pero el mismo coeficiente de fricción. O dos cilindros, uno el doble de largo que el otro. Quien cae primero en cada caso?
Es factible pensar que la esfera tiene menor superficie de contacto (en eso estoy de acuerdo contigo, pero precisamente eso provoca que todo su peso se distribuya en menor área y por lo tanto exista mayor presión en la superficie donde hace contacto. Recordemos que podemos entender la fricción como el rozamiento que existe entre dos superficies debido a que ninguna superficie es totalmente lisa, es decir, existen pequeños "picos" que chocan con los de la otra superficie. Bueno, pues entre más presión exista más difícil será tener movimiento al tener estos picos, podemos decir que a mayor presión, mayor fricción. Entonces aunque tengas menor superficie de contacto, tienes más presión, y se compensa. Por lo tanto no porque haya menor superficie de contacto puedes decir que caerá primero. ¡Saludos!
Después de considerar sus argumentos, y pensar un poco mas al respecto, e de corregir mi respuesta, no es el echo de que allá una menos superficie en contacto, si no que al rodar la esfera, va cambiando la superficie que interactúa con la superficie contraria, lo cual es resultado de la misma fricción, en cambio en un deslizamiento, el avance es resultado de la fuerza de atracción, contra la fricción, por lo cual en este caso la caja bajaría después. P.D. Gracias por el consejo NS.? N.S. 21
No entendí, por fuerza de atracción te refieres al peso?
Por oro lado cuando los objetos comienzan a moverse ambos ya "superaron" la fricción estática y se "enfrentan" a la fricción cinética, a menos que el que gira logre un cierto coeficiente de rozamiento menor al que se desliza (no se como) no veo la razón por la cual la esfera caiga primero
Caerá primero la esfera. Podemos establecer las ecuaciones de movimiento y ver incluso una solución en la que caen al mismo tiempo, sin embargo, haciendo esto con energias, nos damos cuenta que la friccion no efectua trabajo alguno sobre la esfera, pero si sobre el bloque, por lo que la energia cinetica que tendran al final diferira en la energia que "perdio" el bloque debido a ese trabajo. Si ademas notamos que las aceleraciones de cada caso son constantes, y que Vf^2=2ad, y ya que d es la misma para cada una, Vf^2 es proporcional a la aceleracion, por lo que la aceleracion de la esfera (por ser su energia cinetica mayor a la del bloque y por ende su velocidad final) sera mayor que la del bloque, lo que hara que llegue en un tiempo menor que el bloque.
Yo considero que baja primero la rueda. Empíricamente sabemos que si dejamos una llanta y una caja en una colina de bajada, o bien la rueda irá hacia abajo mientras que la caja no, o bien ambas irán hacia abajo si está muy inclinado, pero la rueda lo hará más rápido (a menos que la inclinación sea de 90 grados, entonces se trataría de caída libre). La gran diferencia es que la rueda GIRA producto de la fricción entre el punto de contacto de la rueda y el suelo (si no hubiera fricción la rueda no giraría, simplemente resbalaría), mientras que la caja se arrastra. En mi opinión, la limitante de la mecánica que vimos en la prepa para explicar esto (o al menos la que yo vi jeje) es o se considera al objeto un punto sin masa, o un punto con masa, o en algunas ocasiones como un punto con masa con superficie de contacto, pero no se toma en cuenta la forma del objeto en ninguno de estos casos. Con respecto a la conservación de la energía (creo que ese era otro tema que dijo el profe en clase ¿no?), me parece que es posible aplicarla a medias con únicamente mecánica, aunque no se podría explicar a donde se va la energía que se "pierde", simplemente se podría afirmar que se transformó en otra cosa, por ejemplo, en calor gracias a la fricción, aunque esto ya entra en termodinámica. N.S. 24
No entiendo como los compañer@s solo escriben por escribir...La verdad yo no entendí tus argumentos no son para nada claros y ademas son contradictorios como comparas un fenómeno físico que se puede calcular o describir en el peor de los casos con tus observaciones empíricas. :( Que triste ....N.S. 9
¿Que tiene de malo lo empírico?, bueno, es verdad que a veces puede llevarnos a falsas respuestas como con lo de la tierra plana, pero la física comenzó con observaciones empíricas, que después fueron cuantificadas (y ahí comenzó lo bonito). Y bueno, tal vez tenga razón o tal vez esté equivocado, ya veremos... N.S. 24
Yo diría que la esfera baja primero. Por la fricción, la superficie plana del cuadrado es más que la superficie del circulo; ambos estarán sujetos a la fricción que hace que disminuyan, pero la fricción del objeto plano es mayor que la del redondo.
Basándome en el ejemplo del compañer@ número 24, pongamos como ejemplo cualquier superficie y tomemos una rueda de bicicleta, en la superficie (al ser mas inclinada) la rueda girará más rápido, aunque la fricción haga que su velocidad reduzca poco a poco este objeto seguirá rodando hasta un punto en el que se detendrá gracias a la fricción. Ahora si ponemos una caja de madera (considerando la superficie lisa) como la caja tiene su superficie plana sobre el suelo la trayectoria que tome en si es lenta, y sumándole a esto la fricción el resultado es que la llanta va mas rápido que la caja :) espero se haya entendido.
¡Hola compañeros! Realizando el experimento con diferentes objetos que cumplen con la misma forma del ejemplo (caja o esfera), puedo decir que al igual que muchos de ustedes , el primero en llegar al final es la esfera. pude darme cuenta que la esfera es mas independiente de que la amplitud del ángulo . Basta con aumentar para que comience a caer , a diferencia de la caja que si necesita una mayor amplitud para comenzar una aceleración . Por circunstancias de fricción el área de contacto de la caja es mayor al de la esfera y supongo que por eso su aceleración es menor. PD: la diferencia en un mismo angulo y en el mismo plano no es muy grande entre la caja y la esfera N.S: 25
Tal vez intentaron reproducirlo, pero dudo mucho que lograran controlar todas la variables, como el peso de los objetos,el deslizamiento, el simple hecho de la medición del tiempo para no irnos tan lejos; por lo tanto no demostraron nada... N.S. 9
Como la mayoria, considero que la esfera caerá antes que la caja. La superfie del bloque tiene una mayor área que la de la esfera, por eso el bloque tendrá un coeficiente de friccion mayor (suponiendo que tienen la misma masa). Además, la friccion existente en la esfera no es en un punto fijo (así esvalaría) sino que se distribuye por toda la circunferencia N.s 5
Concuerdo con muchos de mis compañeros, la esfera caería primero porque es la que menor superficie de contacto requiere cuando se mueve sobre la suerficie y tiene menor fricción.
Para poder indicar que la fricción que existe en la esfera es menor y mayor la aceleración hace falta agregar más argumentos. Ya que la fricción es la misma en tanto sea el mismo plano inclinado,, ahora puede ser que la aceleración sea mayor pero por qué? N.S:17
Leí varios comentarios y concordaba con la mayoría: la esfera cae mas rápido ya que su área de rozamiento es menor que el caso del bloque, sin embargo, buscando encontré que la fricción es prácticamente independiente del área en contacto, por lo que, si consideramos que ambos cuerpos tienen la misma masa, ambos caerán al mismo tiempo. NS 22 Buenas noches a todos :)
Si solo consideramos el área de contacto, podríamos decir que ambos caen a la misma velocidad pues como dices, esta podría no influir tanto, pero no podemos olvidar la forma de la esfera que le da la capacidad de girar. Por ejemplo, si fueran dos cajas, una más pequeña que la otra pero de igual peso y del mismo material, podríamos decir que llegarían al suelo al mismo tiempo pues su superficie no influiría tanto en la fricción pero en tal caso, la forma sería la misma. En la situación presentada, la forma importaría, no sólo el tamaño de la superficie en contacto. N.S.15
Pensando lógicamente la esfera llegaría mas rápido al final, sin embargo creo que hay muchas cosas que tomar en cuenta por ejemplo el material del que están echos los objetos, otra cosa y mas importante es el peso y la distribución en ellos ya que depende de esto la velocidad que puedan alcanzar ya que el coeficiente de fricción es la razón entre la fuerza de resistencia a la fricción y la fuerza normal que presiona juntas las superficies y la fuerza normal es casi siempre igual al peso, si juntamos estas dos características a favor del bloque y en contra de la esfera creo que podría llegar mas rápido el bloque que la esfera. NS: 13
No entiendo muy bien a que te refieres con "fuerza normal". En fin, me parece que la fuerza en el caso de la esfera siempre va a ser hacia el centro, por lo que la distribución de su peso sería de la misma manera hacia el centro a diferencia del bloque, que encontrariamos toda la distribución de su peso en la parte de enfrente. De cualquier manera hay que tomar en cuenta que aunque, siguiendo tu hipótesis, el peso del bloque esté dirigido hacia el frente la fricción tendría entonces mayor impacto en el bloque que en la esfera y además que hay más superficie en el bloque en contacto con el plano inclinado que con la esfera.
Los dos objetos caen al mismo tiempo, es algo parecido a el fenómeno ocurrido con la gravedad, claro esta que solo si hablamos de un sistema idealizado como lo es en este caso en particular, en el que se pueden controlar todas las variables, un ejemplo de estas variables seria el deslizamiento que impediría seguir una trayectoria en linea recta para los objetos que se deslizan.Y podríamos continuar mencionándolas como el peso, el coeficiente de fricción,el área de contacto con la superficie, el angulo del plano inclinado etc. Pero insisto en este caso todos los anteriores son despreciables por que no los conocemos y es un sistema idealizado. N.S. 9
Bueno, creo que es importante tener en cuenta varios aspectos sobre la esfera, el bloque y el plano inclinado ya que de esto dependería la fricción que exista. Si tomamos en cuenta a la fricción como la fuerza de oposición entre dos superficies en contacto, entonces como la superficie de la esfera y el bloque son distintas y entran en menor y mayor contacto con el plano inclinado, respectivamente, entonces podría decir que la esfera opone menor fricción que el bloque y por lo tanto la esfera bajaría primero que el bloque. N.S 7
Estoy de acuerdo con su explicación pues, por definición, la superficie de contacto influye directamente con la fricción y esta a su vez con la velocidad de los cuerpos al descender. N.S.15
Pues al principio tambien pensaba que la esfera caeria primero, pero me puse a pensar en que si las masas son iguales, la aceleracion y siendo el angulo de inclinación de la superficie igual ambos caeran al mismo tiempo ya que ambos experimentarian la misma magnitud de las fuerzas y por ende del trabajo ya que la distancia es la misma y elaborando un modelo habria una igualdad entre la esfera y el rectangulo. N.S. 14
La diferencia es que la rueda gira y el bloque se arrastra. La verdad no se como expresar eso matemáticamente, pero realmente creo que por algo es más fácil empujar un carrito de super que arrastrar una caja con el mismo contenido. N.S. 24
En este caso la esfera caería primero, simplemente porque RUEDA. Se me ocurre que, supongamos que en este caso la esfera no rueda y realizamos el experimento, de esta manera los dos cuerpos llegarían al final al mismo tiempo, suponiendo que los dos tengan la misma masa y por consiguiente la misma fuerza y al final tendrían la misma aceleración aunque encontremos un cociente de fricción en la superficie. Sin embargo ya que es una esfera tenemos que la aceleración siempre va dirigida hacia el centro y se produce una aceleración centrípeta que es mayor que la aceleración que tiene el rectangulo que carece de esta aceleración.
La esfera baja primero, La esfera tendera a ir hacia abajo y la caja quizás no si el angulo es menor, entre más aumente el angulo ambos objetos bajaran y si el angulo aumenta a 90° en todo caso seria caída libre: la esfera bajara rodando y la caja rozando (ya que si no hubiera fricción la esfera se deslizaría y la caja bajaría mas rápido porque la perdida de energía potencial se transforma en energía cinética de traslación para la caja, mientras que para los objetos rodantes, la EP inicial se comparte entre la energía cinética de traslación y de rotación y por tanto su rapidez lineal es menor) A medida que aumenta el ángulo, se produce un efecto en cadena: Px se hace mayor (la parte del peso que hará que el cuerpo se deslice hacia abajo) y Py menor (la fuerza que empuja a la superficie), como se aplica menos fuerza sobre la superficie disminuye la fuerza normal y al hacerlo esta, la fuerza de rozamiento disminuye. Cabe resaltar que es necesaria la existencia de una fuerza de rozamiento para que el cuerpo ruede sin deslizar, pero dicha fuerza no realiza un trabajo neto, por lo que la energía mecánica se conserva. NS.: 17
La esfera llega primero al suelo debido a su forma. Ambos cuerpos tienen fricción respecto a la superficie del plano inclinado sin embargo, considerando que ambos son del mismo material y descartando por lo tanto esta variable, solo la forma influiría en la fricción y, por lo tanto, en la velocidad y el tiempo en que tarda en llegar al suelo. Sabiendo que la fricción depende de los materiales y la superficie de contacto, podemos decir que el bloque tiene una mayor fricción que la esfera pues la superficie de contacto que tiene con el plano es mayor al tener una forma prismática donde siempre tendrá una cara como superficie de contacto; por su parte, la esfera tiene menor fricción pues por su forma, solo tiene un punto de contacto con el plano reduciendo la fricción a un mínimo y, de igual modo, su forma le permite girar aumentando la velocidad al descender. Por lo anterior sostengo que la esfera llega primero al suelo pues su velocidad es mayor al tener una fricción con el plano inclinado menor que la del bloque y girar gracias a su forma. N.S.15
Ejemplo de esto lo podemos ver en la vida diaria pues siempre que buscamos transportar algo; es más sencillo llevar cosas utilizando carritos con llantas que jalando las cajas pues, aunque las llantas fueras del mismo material que las cajas, seguiría siendo más sencillo girarlas que arrastrarlas. N.S.15
He pensado mucho mi respuesta, y la verdad es que a pesar de ello no he logrado dar una conclusión total a cerca del tema: En efecto puedo decir que la esfera cae primero que la caja, esto debido totalmente a su geometría. Al decir "su geometría" hago referencia a que si vemos la esfera (o su perímetro bidimensional) podemos ver que es la suma de mucho diferenciales, entonces cada vez que la esfera rueda un poco, un diferencial distinto es el que hace fricción con la superficie. Sé que la fricción se ocasiona debido a los pequeños picos que tiene cualquier superficie, y por lo tanto al rodar cada pequeña parte de la esfera funciona como un engranaje con los pequeños picos, donde cada pico en lugar de arrastrarse hasta superarse uno con otro como en la caja, en realidad lo "brinca" cosa que es posible gracias a la geometría de la esfera. Espero haber expresado mi idea y cualquier comentario es bien recibido.
Depende, la fuerza de fricción está definida como la el coeficiente de fricción por la fuerza normal. en este planteamiento tenemos que asumir que los dos objetos tienen la misma cantidad de masa y su coeficiente de rozamiento es el mismo (que las superficies de contacto son igual de lisas) y que la superficie inclinada es lo suficientemente rígida, pues si no fuera así, un objeto cuya geometría produzca un área de contacto muy pequeña se hundiría. También hay que considerar que la forma de alguno de los objetos sumado al un angulo de inclinación limite provoque que estos salgan desprendidos y terminen en caída libre.
De cumplir con todas estas condiciones los objetos caerán (creo) al mismo tiempo.
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ResponderEliminar20 El circulo, por que implica mov. circular uniformente acelerado y esto reduce el coeficiente de fricción
ResponderEliminarHola! una pregunta ¿podrías describirme la formula del movimiento circular? Esto es para ver si en verdad es que reduce la fricción D: no la tengo muy clara
EliminarN.S. 1
Si la superficie del bloque es lisa, por la inclinación existente en el plano, la fricción es igual a la fuerza y la pendiente de la recta, lo que ocasionaría que ambos objetos cayeran al mismo tiempo, puesto que por la forma esférica del segundo objeto la fuerza de fricción es igual a la fuerza y pendiente. NS. 19
ResponderEliminarno entiendo a que te refieres y tampoco tu definicion de friccion ni tu comparacion con el circulo, podrias ser mas claro?
EliminarNS 11
Al tener el bloque mayor área en contacto con la superficie de la pendiente aumentara el coeficiente de fricción ya que esta actuara sobre toda el área de la base del bloque y al tener la esfera menor contacto a lo largo de la superficie de la pendiente incrementara su velocidad mas mas rápido que el bloque a lo largo del recorrido
ResponderEliminarN.S. 6
Al principio me pareceria que ambos caen igual, pero creo yo que dependera del area que entre en contacto con la superficie de ese plano inclinado, al verlo asi cre que el primero en caer es el rectangulo ya que ocupa mas area y el circulo pues no y aparte iria rodando ejerciendo menor resistencia al aire a diferencia de la cara plana del rectangulo.
ResponderEliminarNS 11
Creo que te confundiste, por que, ¿A que te refieres con el área que entra en contacto con la superficie?, creo que son dos superficies las que entran en contacto y la de la esfera como tiene menor superficie en contacto con el plano inclinado bajaría más rápido, ¿No crees?
EliminarN.S 7
Sí es totalmente al revés segun tu respuesta el primero en caer sería el círculo pues tendría menos contacto con la superficie por lo tanto también tendría menor fricción . N. S. 20
EliminarSi, creo que me confundi y no lo escribi, pero estoy de a cuerdo a que el circulo cae primero
EliminarNs11
Ya que definimos la fuerza de fricción como la fuerza generada por el contacto de dos superficies, que se opone al movimiento, podemos determinar que entre mas contacto haya entre ellas afectara mayormente, por lo tanto la esfera caerá primero.
ResponderEliminarN.S. 21
Tu argumento no me convence. Piensa en dos bloques con diferentes areas de contacto pero el mismo coeficiente de fricción. O dos cilindros, uno el doble de largo que el otro. Quien cae primero en cada caso?
EliminarN.S.: ?
¡Hola! pienso diferente compañer@:
EliminarEs factible pensar que la esfera tiene menor superficie de contacto (en eso estoy de acuerdo contigo, pero precisamente eso provoca que todo su peso se distribuya en menor área y por lo tanto exista mayor presión en la superficie donde hace contacto. Recordemos que podemos entender la fricción como el rozamiento que existe entre dos superficies debido a que ninguna superficie es totalmente lisa, es decir, existen pequeños "picos" que chocan con los de la otra superficie. Bueno, pues entre más presión exista más difícil será tener movimiento al tener estos picos, podemos decir que a mayor presión, mayor fricción.
Entonces aunque tengas menor superficie de contacto, tienes más presión, y se compensa. Por lo tanto no porque haya menor superficie de contacto puedes decir que caerá primero.
¡Saludos!
N.S. 4
Después de considerar sus argumentos, y pensar un poco mas al respecto, e de corregir mi respuesta, no es el echo de que allá una menos superficie en contacto, si no que al rodar la esfera, va cambiando la superficie que interactúa con la superficie contraria, lo cual es resultado de la misma fricción, en cambio en un deslizamiento, el avance es resultado de la fuerza de atracción, contra la fricción, por lo cual en este caso la caja bajaría después. P.D. Gracias por el consejo NS.?
EliminarN.S. 21
No entendí, por fuerza de atracción te refieres al peso?
EliminarPor oro lado cuando los objetos comienzan a moverse ambos ya "superaron" la fricción estática y se "enfrentan" a la fricción cinética, a menos que el que gira logre un cierto coeficiente de rozamiento menor al que se desliza (no se como) no veo la razón por la cual la esfera caiga primero
N.S. 2
Caerá primero la esfera. Podemos establecer las ecuaciones de movimiento y ver incluso una solución en la que caen al mismo tiempo, sin embargo, haciendo esto con energias, nos damos cuenta que la friccion no efectua trabajo alguno sobre la esfera, pero si sobre el bloque, por lo que la energia cinetica que tendran al final diferira en la energia que "perdio" el bloque debido a ese trabajo. Si ademas notamos que las aceleraciones de cada caso son constantes, y que Vf^2=2ad, y ya que d es la misma para cada una, Vf^2 es proporcional a la aceleracion, por lo que la aceleracion de la esfera (por ser su energia cinetica mayor a la del bloque y por ende su velocidad final) sera mayor que la del bloque, lo que hara que llegue en un tiempo menor que el bloque.
ResponderEliminarN.S.: ? (n, con n dentro de los reales ^^)
La esfera baja primero porque la fuerza de fricción que actúa sobre el objeto es menor a la que se ejerce sobre el bloque.
ResponderEliminarN.S.: 16
No creo que tu respuesta sea correcta ya que la fricción no es la única fuerza que actúa sobre los cuerpos en cuestión. N.S. 9
EliminarYo considero que baja primero la rueda.
ResponderEliminarEmpíricamente sabemos que si dejamos una llanta y una caja en una colina de bajada, o bien la rueda irá hacia abajo mientras que la caja no, o bien ambas irán hacia abajo si está muy inclinado, pero la rueda lo hará más rápido (a menos que la inclinación sea de 90 grados, entonces se trataría de caída libre).
La gran diferencia es que la rueda GIRA producto de la fricción entre el punto de contacto de la rueda y el suelo (si no hubiera fricción la rueda no giraría, simplemente resbalaría), mientras que la caja se arrastra.
En mi opinión, la limitante de la mecánica que vimos en la prepa para explicar esto (o al menos la que yo vi jeje) es o se considera al objeto un punto sin masa, o un punto con masa, o en algunas ocasiones como un punto con masa con superficie de contacto, pero no se toma en cuenta la forma del objeto en ninguno de estos casos.
Con respecto a la conservación de la energía (creo que ese era otro tema que dijo el profe en clase ¿no?), me parece que es posible aplicarla a medias con únicamente mecánica, aunque no se podría explicar a donde se va la energía que se "pierde", simplemente se podría afirmar que se transformó en otra cosa, por ejemplo, en calor gracias a la fricción, aunque esto ya entra en termodinámica.
N.S. 24
Ciertamente, lo ultimo que pusiste ya era algo "extra"; pero tu explicación me pareció muy buena compañer@ y muy bien explicada. :)
EliminarN.S. 1
que buena compañer@! , fuiste muy claro y directo .
EliminarAtt:25
Es la explicación que más me convencio, totalmente de acuerdo
EliminarN.S 23
No entiendo como los compañer@s solo escriben por escribir...La verdad yo no entendí tus argumentos no son para nada claros y ademas son contradictorios como comparas un fenómeno físico que se puede calcular o describir en el peor de los casos con tus observaciones empíricas. :( Que triste ....N.S. 9
Eliminar¿Que tiene de malo lo empírico?, bueno, es verdad que a veces puede llevarnos a falsas respuestas como con lo de la tierra plana, pero la física comenzó con observaciones empíricas, que después fueron cuantificadas (y ahí comenzó lo bonito). Y bueno, tal vez tenga razón o tal vez esté equivocado, ya veremos...
EliminarN.S. 24
Yo diría que la esfera baja primero.
ResponderEliminarPor la fricción, la superficie plana del cuadrado es más que la superficie del circulo; ambos estarán sujetos a la fricción que hace que disminuyan, pero la fricción del objeto plano es mayor que la del redondo.
Basándome en el ejemplo del compañer@ número 24, pongamos como ejemplo cualquier superficie y tomemos una rueda de bicicleta, en la superficie (al ser mas inclinada) la rueda girará más rápido, aunque la fricción haga que su velocidad reduzca poco a poco este objeto seguirá rodando hasta un punto en el que se detendrá gracias a la fricción. Ahora si ponemos una caja de madera (considerando la superficie lisa) como la caja tiene su superficie plana sobre el suelo la trayectoria que tome en si es lenta, y sumándole a esto la fricción el resultado es que la llanta va mas rápido que la caja :)
espero se haya entendido.
NS. 1
¡Hola compañeros!
ResponderEliminarRealizando el experimento con diferentes objetos que cumplen con la misma forma del ejemplo (caja o esfera), puedo decir que al igual que muchos de ustedes , el primero en llegar al final es la esfera.
pude darme cuenta que la esfera es mas independiente de que la amplitud del ángulo . Basta con aumentar para que comience a caer , a diferencia de la caja que si necesita una mayor amplitud para comenzar una aceleración .
Por circunstancias de fricción el área de contacto de la caja es mayor al de la esfera y supongo que por eso su aceleración es menor.
PD: la diferencia en un mismo angulo y en el mismo plano no es muy grande entre la caja y la esfera
N.S: 25
Buenas noches, compañer@
EliminarYo también lo hice y la esfera cayó primero.
Opino que es bueno afirmar lo que decimos, si es posible, con un experimento.
N.S.: 26
Tal vez intentaron reproducirlo, pero dudo mucho que lograran controlar todas la variables, como el peso de los objetos,el deslizamiento, el simple hecho de la medición del tiempo para no irnos tan lejos; por lo tanto no demostraron nada... N.S. 9
EliminarComo la mayoria, considero que la esfera caerá antes que la caja.
ResponderEliminarLa superfie del bloque tiene una mayor área que la de la esfera, por eso el bloque tendrá un coeficiente de friccion mayor (suponiendo que tienen la misma masa). Además, la friccion existente en la esfera no es en un punto fijo (así esvalaría) sino que se distribuye por toda la circunferencia
N.s 5
Concuerdo con muchos de mis compañeros, la esfera caería primero porque es la que menor superficie de contacto requiere cuando se mueve sobre la suerficie y tiene menor fricción.
ResponderEliminarN.S.:26
Considero que caerá primero la esfera por tener menor superficie en contacto con el plano, así se consigue menos fricción y mayor aceleración
ResponderEliminarN.S 23
Para poder indicar que la fricción que existe en la esfera es menor y mayor la aceleración hace falta agregar más argumentos. Ya que la fricción es la misma en tanto sea el mismo plano inclinado,, ahora puede ser que la aceleración sea mayor pero por qué?
EliminarN.S:17
Leí varios comentarios y concordaba con la mayoría: la esfera cae mas rápido ya que su área de rozamiento es menor que el caso del bloque, sin embargo, buscando encontré que la fricción es prácticamente independiente del área en contacto, por lo que, si consideramos que ambos cuerpos tienen la misma masa, ambos caerán al mismo tiempo.
ResponderEliminarNS 22
Buenas noches a todos :)
Si solo consideramos el área de contacto, podríamos decir que ambos caen a la misma velocidad pues como dices, esta podría no influir tanto, pero no podemos olvidar la forma de la esfera que le da la capacidad de girar. Por ejemplo, si fueran dos cajas, una más pequeña que la otra pero de igual peso y del mismo material, podríamos decir que llegarían al suelo al mismo tiempo pues su superficie no influiría tanto en la fricción pero en tal caso, la forma sería la misma. En la situación presentada, la forma importaría, no sólo el tamaño de la superficie en contacto.
EliminarN.S.15
Pensando lógicamente la esfera llegaría mas rápido al final, sin embargo creo que hay muchas cosas que tomar en cuenta por ejemplo el material del que están echos los objetos, otra cosa y mas importante es el peso y la distribución en ellos ya que depende de esto la velocidad que puedan alcanzar ya que el coeficiente de fricción es la razón entre la fuerza de resistencia a la fricción y la fuerza normal que presiona juntas las superficies y la fuerza normal es casi siempre igual al peso, si juntamos estas dos características a favor del bloque y en contra de la esfera creo que podría llegar mas rápido el bloque que la esfera.
ResponderEliminarNS: 13
No entiendo muy bien a que te refieres con "fuerza normal". En fin, me parece que la fuerza en el caso de la esfera siempre va a ser hacia el centro, por lo que la distribución de su peso sería de la misma manera hacia el centro a diferencia del bloque, que encontrariamos toda la distribución de su peso en la parte de enfrente. De cualquier manera hay que tomar en cuenta que aunque, siguiendo tu hipótesis, el peso del bloque esté dirigido hacia el frente la fricción tendría entonces mayor impacto en el bloque que en la esfera y además que hay más superficie en el bloque en contacto con el plano inclinado que con la esfera.
EliminarN.S. 10
Los dos objetos caen al mismo tiempo, es algo parecido a el fenómeno ocurrido con la gravedad, claro esta que solo si hablamos de un sistema idealizado como lo es en este caso en particular, en el que se pueden controlar todas las variables, un ejemplo de estas variables seria el deslizamiento que impediría seguir una trayectoria en linea recta para los objetos que se deslizan.Y podríamos continuar mencionándolas como el peso, el coeficiente de fricción,el área de contacto con la superficie, el angulo del plano inclinado etc. Pero insisto en este caso todos los anteriores son despreciables por que no los conocemos y es un sistema idealizado. N.S. 9
ResponderEliminarBueno, creo que es importante tener en cuenta varios aspectos sobre la esfera, el bloque y el plano inclinado ya que de esto dependería la fricción que exista. Si tomamos en cuenta a la fricción como la fuerza de oposición entre dos superficies en contacto, entonces como la superficie de la esfera y el bloque son distintas y entran en menor y mayor contacto con el plano inclinado, respectivamente, entonces podría decir que la esfera opone menor fricción que el bloque y por lo tanto la esfera bajaría primero que el bloque.
ResponderEliminarN.S 7
Estoy de acuerdo con su explicación pues, por definición, la superficie de contacto influye directamente con la fricción y esta a su vez con la velocidad de los cuerpos al descender.
EliminarN.S.15
Pues al principio tambien pensaba que la esfera caeria primero, pero me puse a pensar en que si las masas son iguales, la aceleracion y siendo el angulo de inclinación de la superficie igual ambos caeran al mismo tiempo ya que ambos experimentarian la misma magnitud de las fuerzas y por ende del trabajo ya que la distancia es la misma y elaborando un modelo habria una igualdad entre la esfera y el rectangulo.
ResponderEliminarN.S. 14
La diferencia es que la rueda gira y el bloque se arrastra. La verdad no se como expresar eso matemáticamente, pero realmente creo que por algo es más fácil empujar un carrito de super que arrastrar una caja con el mismo contenido.
EliminarN.S. 24
En este caso la esfera caería primero, simplemente porque RUEDA.
ResponderEliminarSe me ocurre que, supongamos que en este caso la esfera no rueda y realizamos el experimento, de esta manera los dos cuerpos llegarían al final al mismo tiempo, suponiendo que los dos tengan la misma masa y por consiguiente la misma fuerza y al final tendrían la misma aceleración aunque encontremos un cociente de fricción en la superficie.
Sin embargo ya que es una esfera tenemos que la aceleración siempre va dirigida hacia el centro y se produce una aceleración centrípeta que es mayor que la aceleración que tiene el rectangulo que carece de esta aceleración.
N.S. 10
La esfera baja primero,
ResponderEliminarLa esfera tendera a ir hacia abajo y la caja quizás no si el angulo es menor, entre más aumente el angulo ambos objetos bajaran y si el angulo aumenta a 90° en todo caso seria caída libre: la esfera bajara rodando y la caja rozando (ya que si no hubiera fricción la esfera se deslizaría y la caja bajaría mas rápido porque la perdida de energía potencial se transforma en energía cinética de traslación para la caja, mientras que para los objetos rodantes, la EP inicial se comparte entre la energía cinética de traslación y de rotación y por tanto su rapidez lineal es menor)
A medida que aumenta el ángulo, se produce un efecto en cadena: Px se hace mayor (la parte del peso que hará que el cuerpo se deslice hacia abajo) y Py menor (la fuerza que empuja a la superficie), como se aplica menos fuerza sobre la superficie disminuye la fuerza normal y al hacerlo esta, la fuerza de rozamiento disminuye.
Cabe resaltar que es necesaria la existencia de una fuerza de rozamiento para que el cuerpo ruede sin deslizar, pero dicha fuerza no realiza un trabajo neto, por lo que la energía mecánica se conserva.
NS.: 17
Si pero el ejemplo visual que se da a discusión es un modelo idealizado, por lo que ambos objetos llegan al mismo tiempo. N.S. 9
EliminarLa esfera llega primero al suelo debido a su forma. Ambos cuerpos tienen fricción respecto a la superficie del plano inclinado sin embargo, considerando que ambos son del mismo material y descartando por lo tanto esta variable, solo la forma influiría en la fricción y, por lo tanto, en la velocidad y el tiempo en que tarda en llegar al suelo. Sabiendo que la fricción depende de los materiales y la superficie de contacto, podemos decir que el bloque tiene una mayor fricción que la esfera pues la superficie de contacto que tiene con el plano es mayor al tener una forma prismática donde siempre tendrá una cara como superficie de contacto; por su parte, la esfera tiene menor fricción pues por su forma, solo tiene un punto de contacto con el plano reduciendo la fricción a un mínimo y, de igual modo, su forma le permite girar aumentando la velocidad al descender.
ResponderEliminarPor lo anterior sostengo que la esfera llega primero al suelo pues su velocidad es mayor al tener una fricción con el plano inclinado menor que la del bloque y girar gracias a su forma.
N.S.15
Ejemplo de esto lo podemos ver en la vida diaria pues siempre que buscamos transportar algo; es más sencillo llevar cosas utilizando carritos con llantas que jalando las cajas pues, aunque las llantas fueras del mismo material que las cajas, seguiría siendo más sencillo girarlas que arrastrarlas.
EliminarN.S.15
¡Hola a todos!
ResponderEliminarHe pensado mucho mi respuesta, y la verdad es que a pesar de ello no he logrado dar una conclusión total a cerca del tema:
En efecto puedo decir que la esfera cae primero que la caja, esto debido totalmente a su geometría.
Al decir "su geometría" hago referencia a que si vemos la esfera (o su perímetro bidimensional) podemos ver que es la suma de mucho diferenciales, entonces cada vez que la esfera rueda un poco, un diferencial distinto es el que hace fricción con la superficie. Sé que la fricción se ocasiona debido a los pequeños picos que tiene cualquier superficie, y por lo tanto al rodar cada pequeña parte de la esfera funciona como un engranaje con los pequeños picos, donde cada pico en lugar de arrastrarse hasta superarse uno con otro como en la caja, en realidad lo "brinca" cosa que es posible gracias a la geometría de la esfera.
Espero haber expresado mi idea y cualquier comentario es bien recibido.
¡Saludos!
N.S. 4
TODO DEPENDE, ASUMIENDO QUE
ResponderEliminarDepende, la fuerza de fricción está definida como la el coeficiente de fricción por la fuerza normal. en este planteamiento tenemos que asumir que los dos objetos tienen la misma cantidad de masa y su coeficiente de rozamiento es el mismo (que las superficies de contacto son igual de lisas) y que la superficie inclinada es lo suficientemente rígida, pues si no fuera así, un objeto cuya geometría produzca un área de contacto muy pequeña se hundiría. También hay que considerar que la forma de alguno de los objetos sumado al un angulo de inclinación limite provoque que estos salgan desprendidos y terminen en caída libre.
De cumplir con todas estas condiciones los objetos caerán (creo) al mismo tiempo.
N.S. 2
Esta discusión semanal ha terminado, gracias por su participación,
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