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• bryan1994

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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL INSTITUTO DE CIENCIAS FISICAS (ICF) FISICA A – DEBER 2 DINAMICA DE LA PARTICULA 1.

¿Qué fuerza neta se necesita para desacelerar uniforme a un automóvil de 1500kg de masa desde una velocidad de 100km/h hasta el reposo, en una distancia de 55m? Resp. 10.52 kN

2.

Dos bloques de 5kg y 10kg son soltados desde la parte superior de un plano inclinado que no ejerce fricción sobre los bloques. ¿Qué se puede decir de las aceleraciones de los bloques? a) Ambos se deslizan con la misma aceleración. b) La aceleración del bloque de 5kg es el doble del de 10kg. c) La aceleración del bloque de 10kg es el doble del de 5kg. d) Sus aceleraciones dependen de la inclinación del plano inclinado.

3.

Una caja de 10kg descansa sobre un piso horizontal. El coeficiente de fricción estático es µs=0.4, y el de fricción cinética es µk=0.3. Calcule la fuerza de fricción f que obra la caja si se ejerce una fuerza horizontal externa F cuya magnitud es a) 10N, b) 38N, c) 40N. Resp. a) 10 N; b) 38 N; c) 29.4 N

4.

Calcular la fuerza máxima en la dirección que se muestra en el gráfico, para que el cuerpo no se mueva, así como la fuerza mínima. Datos: µk=0.2, µs=0.3, m=5kg, =30º Resp. 52 N, 11.58 N

Problema 4

F 10 kg

Problema 5 20 kg

5.

El sistema mostrado en la figura se mueve con velocidad constante, determine el menor valor de F, si el µk entre el bloque y el plano es 0,5. Resp. 245 N

6.

Una fuerza de 50N se aplica a un bloque m1=5kg, el cual a su vez empuja a otro m2=3kg. Los coeficientes de fricción cinética son 0.3 para el bloque m1 y 0.4 para el bloque m2, respecto al piso. Calcule la fuerza de reacción del bloque m2 sobre el bloque m1. Resp. 13.43 N

Problema 6

7.

Una persona está parada sobre una balanza de resorte dentro de un elevador. Determinar: 2 a) Si el elevador tiene una aceleración hacia arriba de 3m/s y la balanza indica 60N, ¿Cuál es el peso verdadero del cuerpo? b) ¿Cuál es la masa del cuerpo? c) ¿En qué circunstancias la balanza marcara 20N? 2 d) Si el cuerpo tiene una aceleración de 1m/s hacia abajo, ¿Cuánto indicara la balanza? e) ¿Qué medirá la balanza si se rompe el cable del elevador? f) ¿Qué medirá la balanza si el elevador se mueve con velocidad constante hacia arriba? 2 Resp. a) 45.94 N, b) 4.69 kg, c) 5.53 m/s hacia abajo, d) 41.25 N, e) 0 N y f) 45.94 N.

8.

Para el grafico mostrado determine el mínimo valor de coeficiente de fricción estática entre los bloques, para que m1 no se mueva respecto a m2, cuando este descienda por el plano inclinado rugoso de µk=0.3. Resp. 0.37

9.

Un hombre hace oscilar un cubo lleno de agua en un plano vertical, según una circunferencia de 0.75 m de radio. ¿Qué velocidad mínima debe llevar el citado cubo en la parte más alta de su trayectoria para que no se derrame nada de agua? Resp. 2.71 m/s

10. Que fuerza horizontal debe aplicarse al carrito de la figura para que los bloques permanezcan estacionarios respecto al carrito, desprecie el rozamiento en todas las superficies. Resp. 301.84 N

Problema 10

Problema 11

A

B

11. El bloque A de 100kg que se ilustra en la figura, es liberado a partir del reposo. Si se desprecian las masas de las poleas y de las cuerdas, determine la rapidez del bloque B de 20 kg a los 2 s. Resp. 13.07 m/s

12. El piloto de un avión ejecuta una pirueta de giro completo a rapidez constante en un plano vertical. La velocidad del avión es de 483 km/h y el radio del círculo es de 366m. a) ¿Cuál es el peso aparente del piloto en el punto más bajo si su peso real es 713N? b) ¿Cuál es el peso aparente del piloto en el punto más alto? (Su peso aparente es igual a la fuerza que el asiento ejerce sobre su cuerpo) Resp. a) 4291.26 N; b) 2865.26 N 13. Un tren que se desplaza con una rapidez constante toma una curva de 275m de radio. Un péndulo que se encuentra suspendido del techo se balancea con un ángulo de 17.5º a lo largo de toda la vuelta. ¿Cuál es la rapidez del tren? Resp. 104.94 Km/h 14. Si se peralta una curva de 70m de radio para que un automóvil pase por ella a 60km/h, ¿Cuál debe ser el µs para que no patine al tomarla a 90km/h? Resp. 0.37 15. Un péndulo simple de largo L=2m y masa M describe un arco de circulo en un plano vertical. Si la tensión es 2.5 veces el peso de la plomada para la posición indicada en la figura. Encuéntrese la magnitud de la velocidad lineal y de la aceleración de la plomada en esa posición. 2 Resp. 5.66 m/s; 16.75 m/s

300

0

16. Una masa puntual m=5kg se eleva con velocidad constante a lo largo de un plano rugoso inclinado en 37 0 con la horizontal y con µk=0.3, por medio de una fuerza constante F que tiene una ángulo de 10 con respecto a la horizontal. ¿Cuál será el valor de esta fuerza F, si la misma sube 5 metros en 5 segundos? Resp. 93.45 N

m

5m F m

100

350 17. Un bloque pequeño de masa m se coloca dentro de un como invertido que gira sobre un eje vertical de modo que la duración de una revolución es T. 0 Las paredes del cono forman un ángulo β=30 con la vertical. El coeficiente de fricción estática entre el bloque y el cono es µS=0.3. Si el bloque ha de mantenerse a una altura h=20 cm sobre el vertical del cono, ¿Cuáles son los valores máximos y mínimos de w? Resp.

h=20cm

18. Un bloque de 8kg de la figura está sujeto a una barra vertical mediante dos cuerdas. Cuando el sistema gira alrededor del eje de la barra, las cuerdas están tensas. a) ¿Cuántas vueltas por minuto ha de dar el sistema para que la tensión en la cuerda superior sea de 147N? b) ¿Cuál es entonces la tensión de la cuerda inferior? Resp. 38.59 rpm; 49 N

Problema 19

1.5m Problema 18 2.4m

10cm

m

R=80 cm 1.5m 19. Un insecto de 50g se mueve con una rapidez constante de 9km/h sobre un montículo de arena cuyo radio de curvatura es 80cm, determine la fuerza que ejerce el montículo sobre la hormiga en el momento preciso es que lo abandona. Resp. 0.038 N 20. Una pequeña esfera puede deslizar sin rozamiento sobre un arco de radio igual a 10cm, situado en un plano vertical. El aro gira alrededor de un diámetro vertical, como se muestra en la figura, a la velocidad constante de . Determínese el ángulo para el cual la esfera se halla en equilibrio vertical. Resp. 51.64º

Problema 20

Problema 21 90.7 kg A 300

158.73kg B

21. Los dos bloques mostrados en la figura se los mantiene inicialmente en reposo. Despreciando las masas de las poleas y el efecto de razonamiento entre ellas (poleas ideales) y entre el bloque A y el plano inclinado, determine la aceleración de cada bloque y la tensión en el cable si se los suelta libremente. s2 s2 Resp. aA = 2.56 m/ , aB = 1.27 m/ , T = 676.25 N

_____________________________ Ing. Guillermo Romero Salvatierra. COORDINADOR DE FISICA A