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Un esquiador inicia desde el reposo en la parte superior de un plano inclinado de 20 m de alto, como se muestra en la figura 5?

Un esquiador inicia desde el reposo en la parte superior de un plano inclinado de 20 m de alto, como se muestra en la figura 5. 19. En la parte inferior del plano, el esquiador encuentra una superficie horizontal donde el coeficiente de fricción cinética entre los esquíes y la nieve es de 0. 210. a) Determine la rapidez del esquiador en la parte inferior. B) ¿Qué distancia recorre el esquiador sobre la superficie horizontal antes de llegar al reposo? Omita la resistencia al aire. C) Calcule la distancia horizontal que el esquiador recorre antes de llegar al reposo si además el plano inclinado tiene un coeficiente de fricción cinética igual a 0. 21. Suponga que angulo = 20 grados.

En resumen

La rapidez del esquiador en la parte inferior del plano inclinado es Vf = 12, 89 m / s. La distancia que recorre el esquiador sobre la superficie horizontal es d = 40, 33 m. La distancia horizontal que el esquiador recorre antes de llegar al reposo es Dx = 95, 28 m.

Mejor respuesta

Carlosdaniel0298
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La rapidez del esquiador en la parte inferior del plano inclinado es Vf = 12, 89 m / s.

La distancia que recorre el esquiador sobre la superficie horizontal es d = 40, 33 m.

La distancia horizontal que el esquiador recorre antes de llegar al reposo es Dx = 95, 28 m.

Del diagrama de cuerpo libre del esquiador mientras baja el plano inclinado, extraemos que : ∑Fx = ma = > Wx - Fr = mamgSen20° - μmgCos20° = magSen20° - μgCos20° = a9, 8Sen20° - (0, 21)(9, 8)Cos20° = a1, 42 m / s² = a = > Aceleración del esquiador mientras baja Por otro lado tenemos que al ser un movimiento con aceleración constante se cumple que : Vf² - Vo² = 2ad₀ ; Vo = 0Vf² = 2ad₀ siendoVf : Velocidad al final del plano inclinadoa : Aceleración del esquiadord₀ : Distancia recorrida sobre el plano inclinado Por otro lado, de trigonometría sabemos que : Sen20° = 20 / d₀ = > d₀ = 58, 48 m Con este valor nos regresamos a calcular VfVf² = 2(1, 42)(58, 48) = > Vf = 12, 89 m / s Estando sobre la superficie horizontal, el esquiador recorre una distancia d hasta detenerse Vf = 0.

En esta parte del problema la rapidez inicial Vo es la rapidez con la que llegó al final del plano inclinadoVf² - Vo² = 2ad = > - Vo₂ = 2ad Del diagrama de cuerpo libre del esquiador mientras esta sobre la superficie horizontal sabemos que∑Fx = ma = > - Fr = ma - μmg = ma = > .

- (0, 21)(9, 8) = aa = - 2, 06 m / s² = > Negativa porque el esquiador va desacelerando Retomamos el cálculo de dd = - Vo₂ / 2a = ( - 12, 89) / 2( - 2, 06)d = 40, 33 m Para calcular la distancia horizontal recorrida por el esquiador antes de detenerse, necesitamos conocer la proyección horizontal del plano inclinado.

Esto se calcula por trigonometríatg20° = 20 / d₁ siendo d₁ : proyección horizontal del plano inclinadod₁ = tg20° / 20 = > d₁ = 54, 95 m Entonces, la distancia horizontal Dx recorrida esDx = d₁ + dDx = 54, 95 + 40, 33Dx = 95, 28.