Ejercicios: Coeficientes de roce estático y cinético

Explica con tus palabras la diferencia entre el roce estático y el roce cinético. Menciona en qué situación actúa cada uno cuando empujas una caja pesada sobre el piso del liceo.

Una caja de madera de 20 kg descansa sobre una superficie horizontal. Calcula la fuerza normal que actúa sobre ella y escribe la expresión que usarías para calcular la fuerza de roce cinético si el coeficiente es $\mu_c$.

Valentina arrastra un bloque sobre una mesa y la fuerza de roce cinético medida es de 12 N. La fuerza normal sobre el bloque es de 40 N. Calcula el coeficiente de roce cinético entre el bloque y la mesa. Indica si este coeficiente tiene unidades.

Santiago empuja una nevera de 50 kg sobre el piso de su apartamento. El coeficiente de roce estático es $0{,}45$ y el cinético es $0{,}30$. Calcula la fuerza mínima que debe aplicar para iniciar el movimiento y la fuerza necesaria para mantenerla deslizando con velocidad constante. Explica por qué ambas fuerzas son diferentes.

En un laboratorio se tira de un bloque de 2 kg con un dinamómetro horizontal. La lectura aumenta de 0 hasta 9,8 N, y en ese instante el bloque empieza a moverse. Después, para mantenerlo con velocidad constante, la lectura baja a 6 N. Calcula los coeficientes de roce estático y cinético entre el bloque y la superficie.

Daniela empuja con una fuerza horizontal de 80 N un baúl de 30 kg que descansa en el piso. El coeficiente de roce estático es $0{,}35$. Determina si el baúl se mueve o no, calculando la fuerza máxima de roce estático. Indica cuánto vale la fuerza de roce que actúa en ese momento.

Un bloque de 10 kg se jala sobre un piso horizontal con una fuerza de 50 N que forma un ángulo de $30^\circ$ por encima de la horizontal. El coeficiente de roce cinético es $0{,}20$. Calcula la fuerza normal, la fuerza de roce cinético y la aceleración del bloque. Explica por qué la normal no es igual al peso en este caso.

Andrea y Diego discuten sobre cauchos de carro en una vía mojada. Andrea afirma que, como el roce no depende del área de contacto, un caucho más ancho no mejora el frenado. Diego sostiene que en lluvia el coeficiente de roce disminuye y por eso se frena peor. Un carro de 1.000 kg va a $20\ \text{m/s}$ y frena hasta detenerse. Compara la distancia de frenado con $\mu = 0{,}7$ (pavimento seco) y con $\mu = 0{,}35$ (pavimento mojado), suponiendo que el roce es la única fuerza horizontal. Analiza cuál de los dos tiene razón y qué conclusión práctica se deduce.