Para todo el sistema no existen fuerzas externas en el eje X, ya que las únicas fuerzas que actuarían sobre el sistema total serían los pesos y la normal ejercida por el suelo sobre la cuña, todas ellas verticales (eje Y). Esto implica que el el eje X la cantidad de movimiento del sistema debe conservarse, y además, debe ser nula, ya que el sistema parte del reposo.
Esto quiere decir que si m1 se moviera hacia arriba y m2 hacia abajo, la cuña debería moverse hacia la izquierda para anular la componente en X de m1v. Lo mismo ocurre si suponemos que m1 baja y m2 sube. Para que en el eje X se anule la cantidad de movimiento la cuña debería moverse hacia la derecha y contrarrestar la componente en X de m1v. Como la cuña no debe moverse, tampoco deberán moverse ni m1 ni m2. Por tanto la condición del problema será el equilibrio de todas las partes del sistema.
El valor límite por uno de los extremos implicará que m1 esté a punto de deslizar hacia arriba, con lo cual tendremos lo que aparece en la figura. Como el sistema está en reposo:
ΣFY=0 ⇒ N-m1gcosα=0 ⇒ N=m1gcosα
ΣFX=0 ⇒ m1gsenα+Fr-T=0 ⇒ Fr=T-m1gsena
Como el bloque no debe deslizar:
Fr ≤ (Fr)máx ⇒ Fr≤ KN ⇒ T-m1gsenα ≤ Km1gcosα ⇒ T ≤ m1gsenα+Km1gcosα
Si además aislamos la masa m2 tendremos que como debe estar en equilibrio:
ΣFY=0 ⇒ -m2g=0 ⇒T=m2g
Sustituyendo esta expresión de la tensión en la obtenida a partir del aislamiento de m1 tenemos:
m2g ≤ m1gsenα+Km1gcosα
Y dividiendo por m1 nos queda la relación de masas:
Veamos ahora qué ocurre si m1 está a punto de deslizar hacia abajo. En este caso el diagrama de sólido libre de m1 será distinto ya que la fuerza de rozamiento tendrá sentido contrario al anterior. Aplicando las condiciones de equilibrio:
ΣFY=0 ⇒N-m1gcosα=0 ⇒ N=m1gcosa
ΣFX=0 ⇒ m1gsenα-Fr-T=0 ⇒ Fr=m1gsenα-T
Igual que antes, como m1 no debe deslizar se cumplirá que:
Fr ≤ (Fr)máx ⇒ Fr ≤ KN ⇒ m1gsenα-T≤ Km1gcosα ⇒T≤ m1gsenα-Km1gcosα
Para la masa m2 tenemos el mismo diagrama que antes, luego haciendo lo mismo:
ΣFY=0 ⇒ T-m2g=0 ⇒ T=m2g
Sustituyendo el valor de T obtenido en esta expresión en la anterior:
m2g ≤ m1gsenα-Km1gcosα
Y dividiendo por m1 obtenemos la relación de masas:
Tenemos por tanto, reuniendo las dos situaciones, las condiciones:
Estas dos condiciones se pueden englobar en una sola que será: