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• cesar camacho

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TALLER DE TORQUES. 2019. UNIVERSIDAD CATOLICA DE COLOMBIA 1. 2. 3. 4.

Explique la primera y la segunda condición de equilibrio Explique la fórmula del torque Explique qué es el centro de gravedad y cómo se halla Póngase de pie con la espalda contra una pared. ¿Por qué no puede poner los talones firmemente contra la pared y luego doblarse hacia adelante sin caer? 5. ¿Un objeto puede estar en equilibrio si está en movimiento? Explique. 6. El centro de gravedad de un objeto se puede ubicar afuera del objeto. Proporcione algunos ejemplos para los que este caso sea verdadero. 7. El centro de gravedad de un hacha está en la línea central del mango, cerca de la cabeza. Suponga que usted corta a través del mango por el centro de gravedad y pesa las dos partes. ¿Qué descubrirá? a) El lado del mango es más pesado que el lado de la cabeza. b) El lado de la cabeza es más pesado que el lado del mango. c) Las dos partes son igualmente pesadas. d) Sus pesos comparativos no se pueden predecir. 8. Cuatro objetos se sitúan a lo largo del eje y del modo siguiente: un objeto de 2.00 kg se ubica a 3.00 m, un objeto de 3.00 kg está a 2.50 m, un objeto de 2.50 kg está en el origen y un objeto de 4.00 kg está en -0.500 m. ¿Dónde está el centro de masa de estos objetos? 9. La masa de la Tierra es 5.98 x 1024 kg, y la masa de la Luna es 7.36 x 1022 kg. La distancia de separación, medida entre sus centros, es 3.84x108 m. Localice el centro de masa del sistema Tierra–Luna, medido desde el centro de la Tierra. 10. Un sube y baja consiste de un tablón uniforme de masa M y longitud L que sostiene en reposo a un padre y su hija con masas mf y md, respectivamente, como se muestra en la figura. El soporte (llamado punto de apoyo) está bajo el centro de gravedad del tablón, el padre a una distancia d del centro y la hija a una distancia L/2 del centro. a) Determine la magnitud de la fuerza normal n que ejerce el soporte sobre el tablón. b) Determine dónde se debe sentar el padre para equilibrar el sistema en reposo.

11. Una viga horizontal uniforme con una longitud de 8.00 m y un peso de 200 N se une a una pared mediante una junta articulada. Su extremo lejano está sostenido mediante un cable que forma un ángulo de 53.0° con la viga. Una persona de 600 N está de pie a 2.00 m de la pared. Encuentre la tensión en el cable así como la magnitud y dirección de la fuerza que ejerce la pared en la viga. Rta. T=313 N; R=580 N; =71°

12. El músculo deltoides sube el brazo hasta una posición horizontal (Fig). El músculo está fijado a 15 cm de la articulación y forma un ángulo de 18° con el húmero. Suponiendo que el peso del brazo es de 40N y que se puede aplicar todo él en el centro de masas situado a 35 cm de la articulación, calcular la fuerza R que hace la articulación, el ángulo que dicha fuerza forma con el húmero cuando el brazo está horizontal y la tensión T que realiza el músculo. Rta. T=302 N; R=292N; =11°

13. La pierna en la posición de la Figura se mantiene en equilibrio gracias a la acción del ligamento patelar. A partir de las condiciones de equilibrio, determinar la tensión T del ligamento y el valor y la dirección de la fuerza R. Tomar como datos: masa de la persona 90 kg; masa de la pierna 9 kg;  = 40°. (Suponer que T actúa en un punto situado en la misma vertical del punto donde actúa la fuerza R.). Rta. T = 4668 N; R = 4903 N; = 43,16°

14. La Figura muestra las fuerzas ejercidas por el suelo y por el tendón de Aquiles de un hombre de 90 kg cuando está agachado. La fuerza de contacto ejercida por la tibia actúa en el punto O. a) Determinar el módulo de la fuerza que realiza el tendón de Aquiles. b) El módulo y la dirección de la fuerza de contacto. Rta. T=5975N;= 41,19°; Fc=6256N

15. La Figura representa a un hombre de puntillas intentando levantar un peso. Si su peso es de 70 kg, ¿cuál será el peso máximo que podrá levantar sin caer hacia delante, suponiendo que todas sus articulaciones son rígidas? Resultado: 17,5 kg.

16. Un hombre que pesa 700 N se apoya sobre una pierna. Si el músculo de la pierna se inserta a 5 cm del tobillo con un ángulo de 83°, determinar: a) la fuerza del músculo; b) la fuerza de contacto y el ángulo de la misma. (El punto O es la vertical del punto de aplicación de la fuerza de contacto.) Resultados: a) 2821,0 N; b) 3516,8 N; 84,4°.

17. En un zoológico, una varilla uniforme de 240 N y 3.00 m de longitud se sostiene en posición horizontal con dos cuerdas en sus extremos. La cuerda izquierda forma un ángulo de 150° con la varilla, y la derecha forma un ángulo θ con la horizontal. Un mono aullador (Alouatta seniculus) de 90 N cuelga inmóvil a 0.50 m del extremo derecho de la varilla y nos estudia detenidamente. Calcule θ y las tensiones en las dos cuerdas. Empiece dibujando un diagrama de cuerpo libre de la varilla. Rta Tizquierda = 270 N, Tderecha = 304 N, θ = 40°

18. Un tiburón de 10 000 N esta sostenido mediante un cable unido a una barra de 4.00 m que se articula en la base. Calcule la tensión en la soga, si supone que la misma sostiene el sistema en la posición que se muestra en la figura. Encuentre las fuerzas horizontal y vertical que se ejercen sobre la base de la barra. Ignore el peso de la barra. Rta T= 5.08 kN, Rx = 4.77 kN, Ry = 8.26 kN

BIBLIOGRAFÍA. Asimov. 2010. Biofísica para el CBC, Parte 1. - 2a ed. - Buenos Aires. Giancoli Douglas. 1997. Física principios con aplicaciones. Pearson Jou David y otros. 1994. Física para las ciencias de la vida. McGraw-Hill. Kane. 1983. Física. Editorial Reverte. Mac Donald y Burns. 1989. Física para las ciencias de la vida y de la Salud. AddisonWesley Iberoamericana. Martínez Antonio, Ortega Horacio. 1997. Introducción a la Biofísica. Universidad Central de Venezuela. Serway. 2005. Física Para Ciencias E Ingeniería. Edicion 7. Vol 1 y 2. Cengage.