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Universidad Católica de Santa María

Facultad de Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales. Programa. Profesional de Ingeniería Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica.

Guía de Laboratorio de Dinámica

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Docente Ing. F. Siles Código del Estudiante Grupo de Prácticas G.P. 10 Horario Fecha PRACTICA CALIFICADA

Tema Apellidos y Nombres

RESOLVER LOS SIGUIENTES EJERCICIOS: Problema Nro. 1 Un bloque de 2 lb descansa sobre la superficie lisa semicilíndrica . Una cuerda elástica con rigidez k= 2 lb/pie está unida el bloque en B y a la base del semicilindro en el punto C . Si el bloque es liberado del reposo en A(θ=0°) , determine la longitud no alargada de la cuerda de manera que el bloque empiece a dejar el semicilindro en el instante θ= 45° . Desprecie el tamaño del bloque

Problema Nro. 2 La bola de 0.5 kg cuyo tamaño no importa se lanza hacia arriba de la rampa circular vertical lisa por medio de un émbolo de resorte . éste mantiene el resorte comprimido 0.08 m cuando s=0 . Determine qué distancia se debe jalar s y soltar de modo que la bola comience a perder el contacto con la rampa cuando θ=135°

 

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Problema Nro. 3 El collar tiene masa de 20 Kg y está soportado sobre la barra lisa. Los resortes nidos a él no están deformados cuando d= 0.5 m. Determine la rapidez delcollar después que la fuerza aplicada F = 100 N provoca que se desplace de manera que d = 0.3m. Cuando d=0.5 m. el collar esta en reposo

Problema Nro. 4 Los paquetes que tienen un peso de 50 Lb , son entregados a la canaleta a va=3 pies/seg. Usando una banda transportadora . Determine su rapidez cuando llegan a los puntos B , C y D . Calcule también la fuerza normal de la canaleta sobre los paquetes en B y C. Desprecie la fricción y el tamaño de los paquetes.

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Problema Nro. 5 El bloque A de 7 Kg. Suelta desde el reposo en la posición indicada . Ignore el efecto de la fricción y la masa de las poleas y determine la velocidad del bloque después de que se ha movido 0.6 m hacia arriba por la pendiente.

Problema Nro. 6 Un collarín de 7.5 Lb que sujeta desde el reposo en la posición que indica la figura se desliza hacia abajo por la varilla inclinada y comprime el resorte. La dirección del movimiento se revierte y el collarín se desliza hacia arriba por la varilla. Si la deflexión máxima del resorte es de 5 in. Determine: El coeficiente de fricción cinética presente entre el collarín y la varilla , y determine la velocidad máxima del collarín.

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Problema Nro. 7 Una bolsa se empuja suavemente desde la parte alta de un muro en el punto A y oscila en un plano vertical unida al extremo de una cuerda con longitud L. Determine el angulo θ para el cual la cuerda se romperá si puede soportar una tensión máxima igual a dos veces el peso de la bolsa

Problema Nro. 8 El collar de 10 lB parte del reposo en A y es levantado aplicando una fuerza constante F = 25 Lb a la cuerda. Si la barra es lisa , determine la potencia desarrollada por la fuerza en el instante θ=60°

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Problema Nro. 9 Una cuenta que pesa 2.5 N se mueve por un alambre semicircular situado en un plano horizontal , según se indica en la figura . La longitud natural del resorte es de 20 cm y el rozamiento es despreciable. Si se suelta la cuenta partiendo del reposo en la posición A. determinar: •

Su velocidad en el posición B

•

La fuerza que el alambre ejerce sobre la cuenta en la posición B.

Problema Nro. 10 Una masa de 0.5 Kg. Se desliza por una varilla exenta de rozamiento y situada en un plano vertical , según se indica en la figura. La longitud del resorte es L0=250 mm. La constante del resorte es de k= 600 N/m, y la distancia d= 800 mm. Si se suelta dicha masa partiendo del reposo cuando b= 300 mm. ,determinar su celeridad en las posiciones A y B.

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Problema Nro. 11 Los dos bloques que se muestran en la figura se encuentran originalmente en reposo. Si se desprecian las masas de las poleas y el efecto de fricción en éstas y entre el bloque A y la superficie horizontal, determine a) la aceleración de cada bloque, b) la tensión en el cable.

Problema Nro. 12 Si el sistema mostrado inicia desde el reposo, encuentre la velocidad en t = 1.2 s a) del collarín A, b) del collarín B. No tome en cuenta las masas de las poleas y el efecto de la fricción.

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Problema Nro. 13 Un resorte AB de constante k se une a un soporte A y a un collarín de masa m. La longitud no alargada del resorte es l. Si se suelta el collarín desde el reposo en x= x0 y se desprecia la fricción entre el collarín y la varilla horizontal, determine la magnitud de la velocidad del collarín cuando pasa por el punto C.

Problema Nro. 14 Los coeficientes de fricción entre los bloques A y C y las superficies horizontales son μs 0.24 y μk= 0.20. Si se sabe que mA = 5 kg, mB=0 kg y mC=10 kg, determine a) la tensión en la cuerda, b) la aceleración de cada bloque.

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Problema Nro. 15 Una caja B de 500 lb está suspendida de un cable unido a una carretilla A de 40 lb que va montada sobre una viga I inclinada en la forma que se muestra. Si en el instante indicado la carretilla tiene una aceleración de 1.2 ft/s2 hacia arriba y a la derecha, determine a) la aceleración de B en relación con A y b) la tensión en el cable CD.

Problema Nro. 16

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Problema Nro. 17

Problema Nro. 18

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Problema Nro. 19 El bloque A pesa 20 lb y los bloques B y C pesan 10 lb cada uno. Si se sabe que los bloques se encuentran inicialmente en reposo y que B recorre 8 ft en 2 s, determine a) la magnitud de la fuerza P, b) la tensión en la cuerda AD. Desprecie las masas de las poleas y el efecto de la fricción.

Problema Nro. 20 Un bloque B de 6 kg descansa, como se muestra en la figura, sobre una ménsula A de 10 kg. Los coeficientes de fricción son μs=0.30 y μk= 0.25 entre el bloque B y la ménsula A, y no existe fricción en la polea o entre la ménsula y la superficie horizontal. a) Determine la masa máxima del bloque C si el bloque B no debe deslizarse sobre la ménsula A. b) Si la masa del bloque C es 10% más grande que la respuesta obtenida en a, determine las aceleraciones de A, B y C.

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Problema Nro. 21 Un bloque B de 12 lb descansa sobre la superficie superior de una cuña A de 30 lb, como se muestra en la figura. No tome en cuenta la fricción y determine, inmediatamente después de que el sistema se libera desde el reposo, a) la aceleración de A, b) la aceleración de B en relación con A.

Problema Nro. 22 El pasador B que pesa 4 oz se desliza libremente en un plano horizontal a lo largo de la ranura en el brazo rotatorio OC y a lo largo de la ranura DE con ´ radio b = 20 in. Si se desprecia la fricción y se sabe que θ=¿ =15 rad/s y θ´ = 250 rad/s2 para la posición θ= 20°, determine para esa posición a) las componentes radial y transversal de la fuerza resultante que se ejerce sobre el pasador B, b) las fuerzas P y Q ejercidas sobre el pasador B por el brazo OC y la pared de la ranura DE, respectivamente.

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Problema Nro. 23 Un pequeño collarín C de 200 g se puede deslizar sobre una varilla semicircular que está diseñada para girar alrededor de la vertical AB a una razón constante de 6 rad/s. Determine el valor mínimo requerido del coeficiente de fricción estática entre el collarín y la varilla si el collarín no debe deslizarse cuando: a) θ =90°, b) θ =75°, c) θ =45°. Indique en cada caso la dirección del movimiento inminente.

Problema Nro. 24 El péndulo AB está suspendido en el techo de una carreta que tiene una aceleración constante a hacia la derecha. Determine el ángulo constante u del péndulo.

Problema Nro. 25 La fuerza horizontal P = 8 - 2t lb (t es el tiempo medido en segundos) se aplica al collar de 5 lb que se desliza sobre la varilla inclinada. Al tiempo t =0, la coordenada de posición del collar es x = 0 y su velocidad es v0 = 10 pies/s dirigida hacia abajo sobre la varilla. Obtenga el tiempo y la rapidez del collar cuando regresa por primera vez a la posición x = 0. Desprecie la fricción.

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Problema Nro. 26 El deslizador de masa m = 0.5 kg se mueve sobre la varilla guía parabólica ABC, impulsado por la fuerza horizontal F(t). El coeficiente de fricción cinética entre el deslizador y la varilla guía es μ=0.2. La posición del deslizador está dada por

donde t0 = 0.8 s y b = 1.2 m. Suponiendo que ABC está en el plano vertical, determine la fuerza F cuando el deslizador está en B.

Problema Nro. 27 La longitud libre del resorte que está unido al deslizador A de 0.4 lb es de 4 pulg. Si el deslizador se suelta a partir del reposo cuando x = 8 pulg, calcule su aceleración inicial. Desprecie la fricción.

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Problema Nro. 28 El ángulo entre la barra de 2 m que se muestra en la Figura (a) y el eje x varía de acuerdo con θ(t) =0.3t3 - 1.6t + 3 rad, en donde t es el tiempo en segundos. Cuando t = 2 s: 1. determine las magnitudes de los vectores velocidad y aceleración del extremo A, y 2. muestre los vectores velocidad y aceleración de A mediante un esquema de barra.

Problema Nro. 29

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Problema Nro. 30 La cuerda ABC está unida al collar A deslizante y pasa sobre el carrete B. La cuerda se mantiene tensa gracias a un peso unido al extremo C. El collar se mueve hacia la izquierda con una rapidez constante de 1.6 m/s. Cuando el collar está en la posición θ= 50°, determine: (a) la velocidad del punto C y θ´ , y (b) la aceleración del punto C.