TALLER DE FISICA

TALLER DE FISICA

1. Resuelve los siguientes problemas

A. Dos bloques de masas m₁= 6kg y m₂= 4 kg están sobre una mesa lisa, ligados por una cuerda. El cuerpo de m₂ es empujado por una fuerza de 20N. Calcular la aceleración de los bloques y la tensión de la cuerda que une los bloques.

RT// Para calcular la aceleración debemos considerar la suma de las masas.

f = (m₁ + m₂)* a

a = _______f_______

(m₁ + m₂

a = ____20N____ F

(6kg + 4kg)

a = __20 kg*m/s²__

10kg

a = 2 m/s²

t = m₂ * a

t = 4kg * 2 m/s²

t = 8 N

B. Un bloque se desliza sobre un plano inclinado liso con aceleración de 6.4m/s². ¿Qué ángulo forma el plano con la horizontal?

RT// Datos:

a = 6.4 m/s²

ΣFx = m a

m a = m g. senθ

a = g .senθ

sen θ = a

g

sen θ= 6.4 m/s²

9.8m/s²

Sen θ= 0,653

θ = 40,8º

C. Un cuerpo de 6kg de masa parte del reposo en el punto más bajo de un plano inclinado sin rozamiento, que forma un ángulo de 30º con la horizontal y tiene una longitud de 8m. Alcanza el punto más alto a los 12 segundos. ¿Qué fuerza exterior paralela al plano se ha ejercido sobre el cuerpo?

RT//

d = _1_* a.t²

2.

a = _2.d_

t²

a = 2.(8m)

(12s)²

a = _16m_

144s²

a = 0,11 m/s²

Fx = -mg.sen30º

Fx = -(6kg).(9,8m/s²).0,5

Fx = -29,4

R = F(aplicada) + Fx

R = F(a) + (-29,4N)

R = F(a) - 29,4N

m.a = F(a) - 29,4N

(6kg).(0,11m/s²) = F(a) - 29,4N

0,66N + 29,4N = F(a)

F(a) = 30,06N

D. De una cuerda que pasa a través de una polea penden dos cuerpos de 60kg y 100kg de masa. Calcular la aceleración de los cuerpos y la tensión de la cuerda.

RT//

Cuerpo 1

ΣFx = 0

ΣFy = -m₁. a

T - m₁ g = m₁. a (1)

Cuerpo 2

ΣFx = 0

ΣFy = -m₂. a

T - W₂ = -m₂. a (2)

Reemplazando la ecuación 2 en 1

T - m₁ g = m₁. a

(-m₂. a + m₂. g) - m₁ g = -m₁. a

-m₂. a + m₂. a - m₁. g = -m ₁. A

-m₂. a + m₁. a = -m₂ g + m₁ g

a (-m₂ + m₁) = -m₂ g + m₁ g

a = -m g + m₁ g

-m₂ + m₁

a = - (60kg) (10m/s²) + (100kg) (10m/s²)

(-60kg + 100kg)

a = -600N + 1000N = 400N = 10m/s²

40kg 40kg

a = 10m/s²

T = ?

T = m₂ (a + g)

T = (60kg) (10m/s² + 10m/s²)

T = (60kg) (20 m/s²)

T = 1200N

E. Dos masas de 8kg, están ligadas por una cuerda como lo indica la figura. La mesa está pulida y la polea no presenta rozamiento.

Calcular la aceleración del sistema y la tensión de la cuerda.

RT// Cuerpo 1

ΣFx = m₁. a

ΣFy = 0

ΣFx = T= m₁. a (1)

ΣFy = N - m₁ g = 0

N = m₁ g

Cuerpo 2

ΣFx = 0

ΣFy = -m₂. a

T - m₂ g = -m₂. a

T= -m₂. a + m₂. a (2)

Reemplazando la ecuación 2 en la 1

-m₂. a + m₂ g = m₁. a

m₂ g = m₁. a + m₂. a

m₂ g = (m₁ + m₂) a

___m₂ g___ = a

(m₁ + m₂)

a = (80kg) (10m/s²) a = 800N = 6,66m/s²

(80kg + 40 kg ) 120kg

T = ?

T = m₂ .a

T = (40kg) (6.66m/s²)

T = 266.66N

F. Dos masas m₁ = 40kg y m₂ = 80kg, están ligadas por una cuerda. El plano inclinado y la polea carecen de rozamiento. Calcular la aceleración de las masas y la tensión de la cuerda. El plano inclinado forma un ángulo de 60º con la horizontal.

RT//

Cuerpo 1

ΣFx = -m₁. a

ΣFy = 0

ΣFx = -Wx + T = -m₁. a

ΣFx = -m g sen 60º + T = -m₁. a

-m ₁ g = sen 60º + T = -m₁ . a (1)

Cuerpo 2

ΣFx = 0

ΣFy = -m ₂. a

T- m₂ = m₂. a

T = -m₂. a + m₂. g (2)

Reemplazando la ecuación 2 en la 1

-m₁ g sen 60º + (- m₂. a + m₂ g) = -m₁. a

-m ₁ g seno 60º + m₂. a + m₂ g = -m₁. a

-m₂. a + m₁. a = m₁ g sen 60 º + m₂ g

a (-m₂ + m₁) = m₁ g sen 60º - m₂ g

a = m₁ g sen 60º - m₂ g

(-m₂ + m₁)

a = (40kg) (10 m/s²) sen60º - (80kg) (10m/s²)

(-80kg + 40kg)

a = (400N) (0.86) – 800N a = 346.41N- 800N

(-40kg) -40kg

a = 11. 33 m/s²

Luego T= ?

T= -m₂. a + m₂ g

T = (-80kg) (11.33m/s²) + (80kg) (10m/s²)

T = -907.17N + 800N

T = -107.17N

G. Dos masas m₁ = 20kg y m₂ = 30kg descansan sobre una mesa horizontal sin rozamiento. Se aplica una fuerza de 50N sobre la masa m₁. Calcular:

1. La aceleración de las masas.

2. La fuerza resultante sobre la masa m₁.

3. La fuerza resultante sobre la masa m₂ y

4. La fuerza de contacto entre las dos masas.

RT// ΣFy = 0

ΣFx = (m₁ + m₂) .a

a = ___F___

(m₁ + m₂)

1. a = ____50N___ = _50N_

20kg + 30 kg 50 kg

a = 1m/s²

2. F₁ = m₁. a

F₁ = (22kg) (1m/s²)

F₁ = (20 N)

3. F₂ = m₂ .a

F₂ = (30 kg) (1m/s²)

F₂ = 30N

4. F = F₁ + F₂

F = 20N + 30N

F = 50N

H. Dos bloques de m₁ = 16kg y m₂ = 20kg se deslizan sobre planos inclinados sin rozamiento. Calcular la aceleración de las masas y la tensión de la cuerda.

45º 30º

ΣFx = -m₁. a

ΣFy = N – Wy = 0

N – m g cos θ = 0

N = m g cos θ

ΣFx = T - m₁ g sen 45º = -m₁. a

...