11.3 Ejemplo 3

Dos bloques se encuentran amarrados como muestra la figura. Si el sistema parte del reposo, ¿cual es la aceleración del sistema? ¿Que velocidad tienen los bloques después de 0.5 segundos? ¿Que distancia han recorrido durante ese tiempo?

Solución con FísicaLab

Seleccionamos el sistema de unidades SI, y borramos todo lo que contenga la Pizarra. Agregamos un elemento Sistema de referencia fijo, un elemento Bloque con movimiento vertical, un elemento Bloque con movimiento horizontal, y un elemento Relación. Agregamos los elementos Fuerza necesarios para formar los dos diagramas de cuerpo libre correspondientes, tal y como se muestra en la siguiente imagen:

En el elemento Sistema de referencia fijo el tiempo es un dato conocido, por lo tanto:

g

9.81

t

0.5

Para el bloque sobre la mesa tenemos:

Nombre

Bloque A

m

3

a

a_A

vi

0

vf

vf_A

d

d_A

Relativo a

sf

Donde el nombre es irrelevante, puesto que no se utiliza en otro elemento. Para la fuerza que corresponde a su normal:

f

n_A

Y para la fuerza que corresponde a la tensión de la cuerda:

f

t

El bloque que cuelga de la cuerda queda entonces como:

Nombre

Bloque B

m

5

a

a_B

vi

0

vf

vf_B

d

d_B

Relativo a

sf

Aquí el nombre también es irrelevante. Y para la cuerda que lo sostiene:

f

t

La misma incógnita que para la tensión de la cuerda aplicada al bloque sobre la mesa, puesto que es la misma cuerda. Para el elemento Relación tenemos:

a1

a_A

a2

a_B

z

-1

Esto relaciona las magnitudes de las aceleraciones de los bloques. Que deben tener la misma magnitud, pero son de signo contrario por estar medidos en diferentes sistemas locales. Ingresados los datos, damos clic en el icono Resolver, para obtener la respuesta:

a_B = -6.131 m/s2 ;  vf_B = -3.066 m/s ;  d_B = -0.766 m ;
a_A = 6.131 m/s2 ;  t = 18.394 N ;  vf_A = 3.066 m/s ;
d_A = 0.766 m ;  n_A = 29.430 N ;
Estado = success.

Como era de esperarse, las velocidades finales y las distancias recorridas, son las mismas para ambos bloques. Aunque los signos son contrarios debido a los diferentes sistemas de referencia local para cada bloque.