Ejercicios De Ingenieria 2 Ley De Newton

GUÍA FÍSICA Nº 2

DINÁMICA

Los siguientes problemas se desarrollan aplicando lo aprendido en clases. Formulación a utilizar es el temario entregado.

1. Sobre un cuerpo de 20 kg, apoyado en un plano horizontal, actúan dos fuerzas concurrentes de 10 N cada una, que forman entre si un ángulo de 60 grados. Si no hay rozamiento, calcular la fuerza resultante que actúa sobre él y la aceleración que adquiere. Sol. a=0,86 m/s2

2. Por un tramo recto y horizontal de una autovía circula un camión cuya tara es de 6 ton, siendo su carga de 25 ton. Cuando el velocímetro señala 72 km/h, el camión acelera y, en un minuto, alcanza una velocidad de 90 km/h. Despreciando la acción de las fuerzas de rozamiento, ¿Qué fuerza “ha hecho el motor” en esa variación de velocidad? Sol. F= 2583 N

3. Un tronco de un árbol de 50 kg, se desplaza flotando en un río a10 m/s. Un cisne de 10 kg intenta aterrizar en el tronco mientras vuela a 10 m/s en sentido contrario al de la corriente. Sin embargo, resbala a lo largo del tronco, saliendo por el otro extremo con una velocidad de 4 m/s. Calcular la velocidad con que se moverá el tronco en el instante en que el cisne lo abandona. Considere despreciable el rozamiento del tronco con el agua. Sol. 8,8 m/s

4. Una bala de rifle de 1,8 gr que lleva una velocidad de 360 m/s, choca contra un bloque de madera blanda y penetra hasta una profundidad de 0,1 m. Suponiendo que la fuerza de retardo fue constante, determinar:

a) ¿Cuánto tiempo tardó la bala en detenerse? Sol. tfinal= 5,55x10-4 s

b) ¿Cuánto vale la fuerza? Sol. F. -1166 N

5. Calcula la cantidad de movimiento de un coche de 1.200 kg que se desplaza a 90

km/h.

6. Calcula la aceleración que adquiere un objeto de 5 kg. si actúan sobre él una fuerza de 4 N en sentido norte y otra de 3 N en sentido oeste. Expresa el resultado vectorialmente y calcula el módulo de dicho vector.

7. Un cuerpo se deja caer libremente desde lo alto de un rascacielos. Al cabo de un tiempo tA, pasa por un punto A. Cinco segundos más tarde, pasa por un punto B. La energía cinética de ese cuerpo en B es 36 veces mayor que en A. Hallar:

a) El tiempo tA. Sol. 1 s

b) Distancia que están separados entre sí los puntos A y B. Sol. 172 m

8. Partiendo del reposo, una esfera de 10 gr. cae libremente, sin rozamien¬tos, bajo la acción de la gravedad, hasta alcanzar una velocidad de 10 m/s. En ese instante comienza a actuar una fuerza constante hacia arriba, que consigue detener la esfera en 5 segundos.

a. ¿Cuánto vale esta fuerza? Sol. 0’12 N

b. ¿Cuál fue el tiempo total transcurrido en estas dos etapas? Sol. 6 s

9. Un montacargas inicia su ascenso con una aceleración constante de 5 m/s2. Transcurridos 4 se¬gun¬dos su velocidad se hace constante.

a. Calcúlese la fuerza que ejerce sobre el piso del montacar¬gas una persona de 75 kg antes y después de los 4 segundos. Sol. 1.110 N

b. Supóngase ahora que un ascensor partiendo del reposo comienza a descender con una aceleración constante de 5 m/s2 y que al cabo de 4 segundos alcanza una velocidad constante. ¿Qué fuerza ejercerá sobre el piso del ascensor, antes y después de los 4 s, esa misma persona? Sol. 735 N; 360 N; 735 N

10. Si un cuerpo que se mueve sobre una superficie horizontal sin rozamiento cambia su velocidad de 10 a 12 m/s en un segundo, de 12 a 14 m/s en otro segundo, y así sucesivamente. ¿Qué podemos decir de la fuerza que está actuando sobre el cuerpo?

11. Una pelota de hockey de 50 g rueda hacia un jugador con una velocidad de 6 m/s. A causa del golpe del stick la pelota sale rechazada en la misma dirección con velocidad de 10 m/s. Suponiendo que el tiempo de contacto entre la pelota y el stick sea 0,05 segundos, calcular la fuerza media que actuó sobre la pelota. Sol. F = 16 N.

12. Dos bloques, de 8 Kg y 4 Kg, respectivamente, que están unidos por una cuerda, deslizan hacia abajo sobre un plano de 30º de inclinación. Los coeficientes dinámicos de rozamiento entre ambos bloques y el plano son, respectivamente, 0,25 y 0,40. Calcular:

a) La aceleración de cada bloque. Sol. a = 2,35 m/s2

b) La tensión de la cuerda. Sol T = 3,4 N.

13. ¿Qué fuerza han de ejercer los frenos de un coche de masa 600 Kg, que marcha con una velocidad de 54 Km/h, para detenerlo en 30 m?

Sol. F = - 2 250 N.

14. Con una fuerza de 200 se eleva un cuerpo 20 m en 20 segundos. Calcúlese el peso de dicho cuerpo. Sol. P = 198 N

15. Se aplica una fuerza constante de 25 N a un cuerpo de 5 Kg, inicialmente en reposo. ¿Qué velocidad

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