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• Lina Marcela Cordoba Velasquez

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Ejercicios de Física Mecánica 1. Dos adultos y un niño quieren empujar un carrito con ruedas en la dirección 𝑥 como se ilustra en la figura. Los adultos empujan con fuerzas horizontales ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐹1 y ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 𝐹2 como se muestra en la figura

a) Calcule la magnitud y dirección de la fuerza más pequeña que el niño debe ejercer. Se pueden despreciar los efectos de la fricción. b) Si el niño ejerce la fuerza mínima obtenida en el inciso a, el carrito acelera a 2.0 𝑚/𝑠 2 en la dirección +𝑥 ¿Cuánto pesa el carrito? 2. Dos cajas, una de 4.00 Kg de masa y la otra con una masa de 6.00 Kg, descansan en la superficie sin fricción de una estanque congelado, unidas por una cuerda delgada (figura P4.43). Una mujer con zapatos de golf (los cuales le dan tracción sobre el hielo) aplica un tirón horizontal 𝐹 a la caja de 6.00 Kg y le imparte una aceleración de 2.50 𝑚/𝑠 2

a) ¿Qué aceleración tiene la caja de 4.00 Kg? b) Dibuje un diagrama de cuerpo libre para la caja de 4.00 Kg y úselo junto con la segunda ley de Newton para calcular la tensión 𝑇 en la cuerda que une las dos cajas. c) Dibuje un diagrama de cuerpo libre para la caja de 6.00 Kg ¿Qué dirección tiene la fuerza neta sobre la caja? ¿Cuál tiene mayor magnitud la fuerza 𝑇 o la fuerza 𝐹? d) Use el inciso c y la segunda ley de Newton para calcular la magnitud de la fuerza 𝐹 3. Una gran bola para demolición está sujeta por dos cables de acero ligeros. Si su masa 𝑚 es de 4090 Kg.

Ejercicios de Física Mecánica

a) Calcule la tensión 𝑇𝐵 en el cable que forma un ángulo de 40° con la vertical. b) Calcula la tensión 𝑇𝐴 en el cable horizontal 4. Calcule la tensión en cada cuerda de la figura E5.7 si el peso del objeto suspendido es 𝑤

5. Usted está bajando dos cajas, una encima de la otra, por la rampa que se ilustra en la figura E5.31, tirando de una cuerda paralela a la superficie de la rampa. Ambas cajas se mueven juntas a rapidez constante de 15.0 𝑐𝑚/𝑠. El coeficiente de fricción estática entre ambas cajas es de 0.800

Ejercicios de Física Mecánica

a) ¿Qué fuerza deberá ejercer para lograr esto? b) ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza de fricción sobre la caja superior? 6. Máquina de Atwood. Una carga de 15.0 Kg de ladrillos cuelga del extremo de una cuerda que pasa por una polea pequeña sin fricción y tiene un contrapeso de 18.0 Kg en el otro extremo, como se muestra en la figura E5.15. El sistema se libera del reposo.

a) Dibuje dos diagramas de cuerpo libre, uno para la carga de ladrillos y otro para el contrapeso. b) ¿Qué magnitud tiene la aceleración hacia arriba de la carga de ladrillos? c) ¿Qué tensión hay en la cuerda mientras la carga se mueve? Compare esa tensión con el peso de la carga de ladrillos con el del contrapeso 7. El “columpio gigante” de una feria local consiste en un eje vertical central con varios brazos horizontales unidos a su extremo superior (figura E5.46) Cada brazo sostiene un asiento suspendido de un cable de 5.00 m, sujeto al brazo en un punto a 3.00 m del eje central.

Ejercicios de Física Mecánica

Calcule el tiempo de una revolución del columpio, si el cable forma un ángulo de 30.0° con la vertical