SOLUCIÓN DE EJERCICIOS
FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA – SERWAY
SOLUCIÓN PROBLEMA 65 CAPÍTULO 8 FÍSICA SERWAY
65. Problema de repaso. En 1887, en Bridgeport, Connecticut, C.J. Belknap construyó el tobogán de agua que se muestra en la figura P8.65. Un pasajero en un pequeño trineo, de 80.0 kg de masa total, se empuja para arrancar en lo alto del tobogán (punto A), con una rapidez de 2.50 m/s. El tobogán tiene 9.76 m de alto en la cima, 54.3 m de largo y 0.51 m de ancho. A lo largo de su longitud, 725 ruedas pequeñas hacen la fricción despreciable. Al momento de dejar el tobogán horizontalmente en su extremo inferior (punto C), el pasajero pasa rozando el agua de Long Island Sound por hasta 50 m, “saltando como un guijarro plano”, antes de que llegue al reposo y nade a la orilla, jalando su trineo tras de él. De acuerdo con Scientific American, “La expresión facial de los novatos que toman su primer deslizamiento venturoso es bastante notoria, y las sensaciones que experimentan son correspondientemente novedosas y peculiares”. a) Encuentre la rapidez del trineo y el pasajero en el punto C. b) Modele la fuerza de la fricción del agua como una fuerza retardadora constante que actúa sobre una partícula. Encuentre el trabajo invertido por la fricción del agua para detener al trineo y al pasajero. c) Hallar la magnitud de la fuerza que ejerce el agua sobre el trineo. d) Encuentre la magnitud de la fuerza que el tobogán ejerce sobre el trineo en el punto B. e) En el punto C, el tobogán es horizontal pero curvo en el plano vertical. Suponga que su radio de curvatura es 20.0 m. Encuentre la fuerza que el tobogán ejerce sobre el trineo en el punto C.
Solución:
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