Un bloque rígido está atado a una cuerda prácticamente inextensible sin holgura a una pared. El valor máximo de la fricción estática es de 10N. Se aplica una fuerza externa de 12N al bloque alejándolo de la pared. Debemos calcular la tensión y la fuerza de fricción en el bloque para mantenerlo en equilibrio.
Intento: Voy a asumir que el bloque es una serie de rebanadas planas pegadas entre sí por fuerzas electromagnéticas, como en la figura que adjunté.
Hay dos rebanadas finales, una en cada extremo.
Dos casos:
Caso 1: La fuerza externa se aplica a la rebanada final que mira lejos de la pared. Se aplica una fuerza de tracción de 12N dirigida lejos de la pared.
Entonces esta rebanada final se mueve un poquito, y luego arrastra la rebanada delante de ella a través de atracción electrostática. Este proceso continúa sucesivamente. Las fuerzas se comunican de un extremo del bloque al otro.
Dado que todas estas rebanadas están apoyadas en el suelo, cuando cualquiera de estas rebanadas intenta moverse una distancia microscópica, la fuerza electromagnética desde el suelo intenta decelerarlas. Para cuando la fuerza se comunica desde un extremo del bloque (en el cual se aplicó la fuerza) al otro extremo (en el cual está atada la cuerda), el suelo habría proporcionado una fuerza máxima de fricción estática de 10N como se establece en la pregunta.
Incluso después de eso, el bloque todavía tiene una fuerza neta de 2N. Así que todavía está siendo alejado de la pared. Finalmente, la rebanada a la cual está atada la cuerda comunica esta fuerza a la cuerda intentando estirarla. Dado que la cuerda es prácticamente inextensible, proporciona automáticamente los 2N restantes para equilibrar todo.
Respuesta - Fricción -10N, Tensión -2N
Caso 2- La fuerza se aplica a la rebanada en la cual está atada la cuerda. Se aplica una fuerza de 'empuje' de 12N intentando empujar el bloque lejos de la pared.
Nuevamente, la rebanada en la cual se aplica la fuerza intenta moverse un poquito para empujar la rebanada delante de ella usando repulsión electromagnética. Pero esta vez, no puede moverse un poquito ya que se asume que la cuerda es inextensible. Entonces la fuerza nunca se comunica al resto del bloque. La cuerda proporciona los 12N completos de fuerza para mantener la rebanada final en reposo.
Respuesta- Fricción-0N, Tensión-12N
Entonces, ¿es esta pregunta simplemente ambigua si no mencionamos la superficie del bloque sobre la cual se aplica la fuerza externa?
