• Author / Uploaded
• Cecy Linares

Citation preview

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA DE OCCIDENTE DEPARTAMENTO DE FÍSICA RESPONSABLE: ING. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO

“LEYES DEL MOVIMIENTO DE NEWTON” 1. Un hombre empuja un piano de 180 kg para que baje deslizándose con velocidad constante por una rampa inclinada 11.0o sobre la horizontal. Haga caso omiso de la fricción que actúa sobre el piano. Si la fuerza aplicada es paralela a la rampa, calcule su magnitud. R/ 337 N 2. La tensión en la cuerda horizontal es de 30 N. Encuéntrese el peso del objeto. R/ 30 N

3. Dos bloques conectados por un cordel que pasa por una polea pequeña sin fricción descansan en planos sin fricción. a) ¿Hacia dónde se moverá el sistema cuando los bloques se suelten del reposo? b) ¿Qué aceleración tendrán los bloques? c) ¿Qué tensión hay en el cordel? R/ a) hacia la izquierda del bloque de 10 kg. b) 0.658 m/s2 c) 424 N

4. Calcular la aceleración de los bloques de la figura. Si las fuerzas de fricción son despreciables. ¿cuál es la tensión en la cuerda que los une? R/ 3.3 m/s2, 13 N

ING. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO

1

5. Un bloque de masa m2 = 3.5 kg descansa sobre un estante horizontal sin rozamiento y está conectado mediante cuerdas a dos bloques de masas m1 = 1.5 kg y m3 = 2.5 kg que cuelga libremente, ver figura. Las poleas carecen de rozamiento y su masa es despreciable. El sistema se mantiene inicialmente en reposo. Cuando se deja en libertad, determinar, a) la aceleración de cada uno de los bloques, y b) la tensión de cada cuerda. R/ a) 1.31 m/s2 , b) T1 = 16.7 N , T2 = 21.3 N

6. Dos objetos están conectados por una cuerda de masa despreciable. El plano inclinado y la polea carecen de rozamiento. Determinar la aceleración de los objetos y la tensión de la cuerda si: θ = 30o y m1 = m2 = 5 kg. R/ 2.45 m/s2 y 36.8 N

7. Un bloque de 20 kg dotado de una polea se desliza a lo largo de una superficie sin rozamiento. Está conectado mediante una cuerda a un bloque de 5 kg según el dispositivo que se muestra. Determinar la aceleración de cada uno de los bloques y la tensión de la cuerda. R/ a20 = 2.45 m/s2 a5 = 4.91 m/s2 , T = 24.5 N

ING. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO

2

8.

Un trabajador de bodega empuja una caja de 11.20 kg en una superficie horizontal con rapidez constante de 3.50 m/s. El coeficiente de fricción cinética entre la caja y la superficie es de 0.20. a) ¿Qué fuerza horizontal debe aplicar el trabajador para mantener el movimiento? b) Si se elimina esa fuerza, ¿qué distancia se desliza la caja antes de parar? R/ a) 22.0 N, b) 3.13 m

9. Los bloques A, B y C se colocan como se muestra en la figura y se conectan con ruedas de masa despreciable. Tanto A como B pesan 25.0 N cada uno, y el coeficiente de fricción cinética entre cada bloque y la sueperficie es de 0.35. El bloque C desciende con velocidad constante. a) Calcule la tensión en la cuerda que une los bloques A y B. b) ¿Cuánto pesa el bloque C? c) Si se soltara la cuerda que une A y B, ¿qué aceleración tendría C? R/ a) 9.0 N, b) 31.0 N, c) 1.54 m/s2

10. ¡A almorzar! Imagine que va viajando en motocicleta por una calle húmeda que tiene una pendiente de 20o bajo la horizontal. Al iniciar la bajada, se da cuenta de que una cuadrilla de obreros ha cabado un hoyo profundo en la calle en la base de la pendiente. Un tigre siberiano, escapado del zoológico, ha adoptado el hoyo como vivienda. a) Usted aplica los frenos y bloquea sus ruedas en la cima de la pendiente, donde tiene rapidez de 20 m/s. La calle inclinada frente a usted tiene 40 m de longitud. ¿Caerá en el agujero y se convertirá en el almuerzo del tigre o logrará detenerse antes? (Los coeficientes de fricción entre los neumáticos de la moto y el pavimento mojado son µs = 0.90 y µk = 0.70.) b) ¿Qué rapidez inicial deberá tener para detenerse justo antes de llegar al hoyo? R/ a) Cae dentro del agujero b) 16 m/s

ING. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO

3

11. El bloque A de la figura pesa 1.40 N, y B, 4.20 N. El coeficiente de fricción cinética entre todas las superficies es de 0.30. Calcule la magnitud de la fuerza horizontal F necesaria para arrastrar B a la izquierda con rapidez constante si A y B están conectados por un cordel flexible que pasa por una polea fija sin fricción. R/ 2.52 N

12. El bloque A de la figura tiene masa de 4.00 kg, y el B, de 12.0 kg. El coeficiente de fricción cinética entre B y la superficie horizontal es 0.25. a) ¿Qué masa tiene el bloque C si B se mueve a la derecha con aceleración de 2.00 m/s2? b) ¿Qué tensión hay en cada cuerda en tal situación? R/ a) 12.9 kg, b) TA = 47.2 N, TC = 101 N

13. Dos bloques de masas 4.00 kg y 8.00 kg están conectados por un cordel y bajan resbalando por un plano inclinado 30o. El coeficiente de fricción cinética entre el bloque de 4.00 kg y el plano es de 0.25, y entre el bloque de 8.00 kg y el plano, 0.35. a) Calcule la aceleración de cada bloque. b) Calcule la tensión en el cordel. R/ a) 2.21 m/s2, b) 2.27 N.

ING. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO

4

14. Dos objetos se conectan mediante una cuerda ligera que pasa sobre una polea sin fricción. Dibuje los diagramas de cuerpo libre de ambos objetos. Si supone que el plano no tiene fricción, m1 = 2.00 kg, m2 = 6.00 kg y θ = 55.0o, encuentre a) las aceleraciones de los objetos, b) la tensión en la cuerda y c) la rapidez de cada objeto 2.00 s después de que se liberan desde el reposo. R/ a) 3.57 m/s2 , b) 26.7 N, c) 7.14 m/s

15. Un objeto suspendido de 9.00 kg se conecta, mediante una cuerda ligera inextensible sobre una polea ligera sin fricción, a un bloque de 5.00 kg que se desliza sobre una mesa plana (ver figura). Si toma el coeficiente de fricción cinética como 0.200, encuentre la tensión en la cuerda. R/ 37.8 N

16. Tres objetos se conectan sobre una mesa como se muestra en la figura. La mesa rugosa tiene un coeficiente de fricción cinética de 0.350. Los objetos tienen masa de 4.00 kg, 1.00 kg y 2.00 kg como se muestra, y las poleas no tienen fricción. Dibuje los diagramas de cuerpo libre para cada objeto a) Determine la aceleración de cada objeto y sus direcciones, b) Determine las tensiones en las dos cuerdas. R/ a) 2.31 m/s2 , abajo de m1, izquierda de m2, hacia arriba de m3 , b) T12 = 30.0 N, T23 = 24.2 N

ING. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO

5

17. Un bloque de masa m = 2.00 kg se libera desde el reposo en h = 0.500 m sobre la superficie de una mesa, en lo alto de un plano inclinado de θ = 30.0o como se muestra. El plano sin fricció está fijo sobre una mesa de altura H = 2.00 m. a) Determine la aceleración del bloque mientras se desliza por el plano. b) ¿Cuál es la velocidad del bloque cuando deja el plano? c) ¿A qué distancia de la mesa el bloque golpeará el suelo? d) ¿Qué intervalo de tiempo transcurre entre la liberación del bloque y su golpe en el suelo? e) ¿La masa del bloque afecta alguno de los cálculos anteriores? R/ a) 4.90 m/s2, b) 3.13 m/s, c) 1.35 m, d) 1.14 s, e) No.

ING. SAMUEL ADOLFO DUEÑAS APARICIO

6