Taller de fisica.

UNIVERSIDAD CES

FACULTAD DE CIENCIAS Y BIOTECNOLOGÍA

TALLER I. LEYES DE NEWTON Versión 1.0.

1. Un cuerpo de 0.1kg de masa cae desde una altura de 3m sobre un montículo de arena. Si el cuerpo penetra 3cm en la arena y se detiene, ¿qué fuerza (supuesta constante) ejerció la arena sobre él? ¿Qué opina de la hipótesis de que la fuerza es constante?

2. Asuma que m1 y m2 están deslizando con coeficiente dinámico de fricción µ y que cuerdas y poleas son ideales. a) Elija con claridad orígenes y ejes para los movimientos de m1, m2 y m3 (m3 desciende solidariamente con el eje de la polea móvil, de modo que puedan ser tratados como un solo cuerpo de masa m3). Plantee la condición de ligadura y las ecuaciones de movimiento; b) Halle la tensión T en la cuerda (1). Respuesta: b) [pic 1]

[pic 2]

3. Desde la base de un plano inclinado 45°, se lanza hacia arriba un bloque con una cierta velocidad inicial. Sube hasta un punto y regresa al punto inicial. Si el tiempo de bajada es el doble del tiempo de subida, hallar el coeficiente dinámico de fricción entre el bloque y el plano (1). Respuesta: [pic 3]

4. Tres fuerzas que actúan sobre un objeto están dadas por ,   y . El objeto experimenta una aceleración de magnitud 3.75m/s2. a) ¿Cuál es la dirección de la aceleración? b) ¿Cuál es la masa del objeto? c) Si el objeto esta inicialmente en reposo, ¿Cuál es la velocidad después de 10s? d) ¿Cuáles son las componentes de la velocidad del objeto después de 10s?[pic 4][pic 5][pic 6]

5. Un paracaidista de 77kg experimenta una aceleración hacia abajo de 2.5m/s2 poco después  de abrirse el paracaídas. La masa del paracaídas es de 5.2kg. a) Calcule la fuerza ejercida por el paracaídas al hombre b) Halle la fuerza ejercida en el paracaídas por el aire.

6. Un meteorito de 0.25kg de masa cae verticalmente a través de la atmosfera de la tierra con una aceleración de 9.2m/s2. Además de la gravedad, una fuerza retardante vertical (debida a la resistencia aerodinámica de la atmosfera) actúa sobre el meteorito. ¿Cuál es la magnitud de esta fuerza retardarte?

7. La figura muestra un bloque de masa m1, sobre una superficie horizontal sin fricción. El bloque es jalado por una cuerda de masa despreciable que está unida a un bloque colgante de masa m2. La cuerda pasa por una polea cuya masa es despreciable y cuyo eje gira con fricción despreciable. Halle la tensión en la cuerda y la aceleración de cada bloque. Respuesta: ; [pic 7][pic 8]

[pic 9]

8. Dos bloques de masa 3.5 kg y 8 kg son conectados por una cuerda de masa despreciable que pasa por una polea sin fricción. Los planos inclinados no tienen fricción. Encontrar a) la magnitud de la aceleración de cada bloque y b) la tensión en la cuerda.

[pic 10]

9. Una caja de 110kg está siendo empujada a velocidad constante por la rampa de 34° que se muestra en la figura. a) ¿Qué fuerza horizontal F se requiere? b) ¿Cuál es la fuerza ejercida por la rampa sobre la caja?

[pic 11]

10. Dos bloques están en contacto sobre una mesa carente de fricción. Se aplica una fuerza horizontal a un bloque, como se muestra en la figura. a) Si m1=2.3kg, m2=1.2kg y F=3.2N, halle la fuerza de contacto entre los dos bloques. b) Demuestre que si se aplica la misma fuerza F a m2 en lugar de a m1, la fuerza de contacto entre los bloques es 2.1N, el cual no es el mismo valor derivado en a). Explique

[pic 12]

11. La figura muestra tres cajas con masas m1=45.2kg, m2=22.8kg, y m3=34.3kg sobre una superficie horizontal carente de fricción. a) ¿Qué fuerza horizontal F se necesita para empujar las cajas hacia la derecha, como si fueran una sola unidad, con una aceleración de 1.32m/s2? b) Halle la fuerza ejercida por m2 sobre m3. c) Y por m1 sobre m2.

[pic 13]

12. Un bloque de 7.96kg descansa sobre un plano inclinado a 22° respecto a la horizontal, como lo muestra la figura. El coeficiente de fricción estática es de 0.25, mientras que el coeficiente de fricción cinética es de 0.15. a) ¿Cuál es la fuerza F mínima, paralela al plano, que impedirá que el bloque se deslice por el plano hacia abajo? b) ¿Cuál es la fuerza F necesaria para mover al bloque hacia arriba a velocidad constante?

[pic 14]

13. En la figura, A es un bloque de 4.4kg y B es un bloque de 2.6kg. Los coeficientes de fricción estática y cinética entre A y la mesa son de 0.18 y 0.15. a) Determine la masa mínima del bloque C que debe colocarse sobre A para evitar que deslice. b) El bloque C es levantado súbitamente de A. ¿Cuál es la aceleración del bloque A?

[pic 15]

14. El bloque B de la figura pesa 712N. El coeficiente de fricción estática entre el bloque B y la mesa es de 0.25. Halle el peso máximo del bloque A con el que el sistema se mantendrá en equilibrio.

[pic 16]

15. El bloque m1 de la figura tiene una masa de 4.2kg y esta sobre un plano con inclinación de 45°. El bloque m2 tiene una masa de 2.3kg. El coeficiente de fricción cinética entre m2 y el plano horizontal es de 0.47. El plano inclinado carece de fricción. Halle a) la aceleración de los bloques y b) la tensión en la cuerda.

[pic 17]

16. En la figura se muestran dos objetos, con masas m1=1.65kg y m2=3.22kg, unidos por una varilla de masa despreciable, paralela al plano inclinado por el que ambos se deslizan hacia abajo arrastrando m2 a m1. El ángulo del plano inclinado es θ=29.5°. El coeficiente de fricción cinética entre m1 y el plano inclinado es µ1=0.226; entre m2 y el plano inclinado el coeficiente correspondiente es µ2=0.127. Calcule a) la aceleración común de los dos objetos y b) la tensión en la varilla. c) ¿Cuáles serán las respuestas a a) y b) cuando m2 arrastra a m1?

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