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Yaser

Paso a paso, por favor. Gracias.


Respuestas (2)

Vamos con un desarrollo por pasos.

1°)

Observa que la aceleración total sobre el cuerpo, debida a la acción de la Tierra y del ascensor, es la resultante de dos aceleraciones con dirección vertical, de las que indicamos su módulos y sentidos:

- aceleración gravitatoria terrestre: g, hacia abajo,

- aceleración del ascensor: a, hacia arriba,

a continuación planteas la expresión del módulo de la aceleración resultante sobre el cuerpo, y queda:

aT = g - a (1),

y observa que la aceleración resultante tiene sentido hacia abajo.

2°)

Establece un sistema de referencia con eje OX paralelo a la rampa con sentido positivo hacia su parte inferior, y con eje OY perpendicular a la rampa con sentido positivo hacia arriba, a continuació aplcas Segunda Ley de Newton, y quedan las ecuaciones (observa que sustituimos las expresiones del módulo del peso del cuerpo: M*g, y del módulo de la acción normal de la rampa: N):

M*aT*senθ = M*aC,

N - M*aT*cosθ = 0,

aquí divides por M en ambos miembros en la primera ecuación, y queda:

aT*senθ = aC, y de aquí despejas: aC = aT*senθ (2a),

N - M*aT*cosθ = 0,

ahora sustituyes la expresión de la aceleración total del cuerpo, debida a la acción de la Tierra y del ascensor, señalada (1), y queda:

(g - a)*senθ = aC, y de aquí despejas: aC = (g - a)*senθ (2a), 

N = M*(g - a)*cosθ (2b),

y observa que la expresión señalada (2a) corresponde al módulo de la aceleración del cuerpo al deslizar sobre la rampa, y que la expresión señaldaa (2b) corresponde al módulo de la acción normal que la rampa ejerce sobre él.

3°)

Establece un sistema de referencia con origen de coordenadas en el punto desde el cual el cuerpo comienza a deslizar, con instante inicial corespondiente: tᵢ = 0, y con eje OX paralelo a la rampa con sentido positivo hacia su parte inferior, a continuación planteas la ecuación tiempo-posición de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda la ecuación:

x = xᵢ + vᵢ*t + (1/2)*aC*t²,

aquí reemplazas datos iniciales: xᵢ = 0, vᵢ = 0, reemplazas el valor del módulo de la aceleración del cuerpo al deslizar señalada (2a), y queda:

x = 0 + 0*t + (1/2)*(g - a)*senθ*t², 

ahora cancelas términos nulos, y queda:

x = (1/2)*(g - a)*senθ*t², 

a continuación planteas la condición de llegada del cuerpo al pie de la rampa: x = L, por lo que suetituyes esta expresión en el primer miembro en la última ecuación, y queda:

L = (1/2)*(g - a)*senθ*t²,  

y de aquí despejas:

t = √(2*L/((g - a)*senθ)),  

que es la expresión del instante en el que el cuerpo alcanza el pie de la rampa, y puedes concluir que la opción (b) es la respuesta correcta.

Espero haberte ayudado.