PSU: Física

 

Pregunta 12_2005 (1)

Por una superficie horizontal, un cajón es arrastrado con velocidad constante mediante la acción de una fuerza horizontal de magnitud F. Entre el cajón y la superficie existe roce. De acuerdo a esto se afirma que

I)   la fuerza de roce es de igual magnitud que F.

II)  la fuerza de roce es menor en magnitud que F.

III) al dejar de aplicar la fuerza F sobre el cajón, cesa inmediatamente la fuerza de roce.

De las afirmaciones anteriores, ¿cuál(es) es(son) correcta(s)?

preguta12_2005

Eje temático: El movimiento.

Contenido: Fuerza y movimiento.

Tema: El roce.

Curso: Segundo Medio.

Clave: A

Habilidad intelectual medida: Aplicación de procesos y leyes de la Física.

Dificultad: Difícil; fue contestada correctamente sólo por el 17 por ciento de los postulantes, presentando una omisión del 7 por ciento.

Comentario:

Para responder esta pregunta el estudiante debe saber que la condición del movimiento uniforme (velocidad constante) es que la fuerza neta que actúa sobre él es nula.

En este caso, en la dirección del movimiento existe sólo la fuerza de roce y la fuerza F, de modo que para que el cuerpo se mueva con velocidad constante, las magnitudes de estas fuerzas deben ser iguales.

A pesar de ser una temática de común desarrollo en aula, este problema refleja que el concepto de movimiento uniforme no es bien comprendido por los alumnos. Es importante notar que el 76 por ciento de los postulantes abordó en forma errónea la pregunta.

Nota del Profesor en Línea:

A nuestro entender, al enunciado de la pregunta le faltan datos. Debe indicarse, por ejemplo, que el cajón ya ha superado la fuerza de roce estática, mediante una fuerza ya aplicada. Además, debe indicarse que la fuerza F aplicada permite mantener la velocidad constante.

Al tenor del enunciado original se entiende que la fuerza F aplicada es la fuerza total para superar la fuerza de roce estática junto con la fuerza de roce cinética, suficiente para mantener constante la velocidad, en ese caso F sería mayor que la fuerza de roce cinética y la respuesta estaría en la alternativa B.

Para hacer válida la respuesta oficial se debería suponer, ya que tampoco se entrega el dato, que cuando se habla de roce se refiere a ambas posibilidades sumadas, fuerza de roce estática y fuerza de roce cinética como un todo.

Además, para considerar la opción III) en el análisis es necesario distinguir entre fuerza de roce estática y cinética, ya que al dejar de aplicar una fuerza externa sólo la fuerza de roce cinética desaparece, pero la fuerza de roce estática estará siempre presente.

Ver: Fuerza de roce

 

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