Cinematica

1. Una persona intenta sacar un automóvil del fango, la persona ata una fuerte soga a la defensa trasera del auto y el otro extremo a una roca grande, como se parecía en la figura. Ella empuja en el punto medio de la soga con su esfuerzo máximo, que estima como una fuerza de Fp=300N. El automóvil comienza apenas a ceder con la soga en un ángulo, que él estima de 5 grados. Determine la fuerza con que jala la soga sobre el automóvil. Desprecia la masa de la soga.

Resp: 1700N

2. Dos cajas están conectadas mediante una cuerda que corre sobre una polea. El coeficiente de fricción cinética entre la caja A y la mesa es de 0.20. Se ignora la masa de la cuerda y la polea, así como cualquier fricción en esta última, lo que significa que puede suponerse que una fuerza aplicada a un extremo de la cuerda tendrá la misma magnitud en el otro extremo. Se desea encontrar la aceleración a del sistema, que tendrá la misma magnitud para ambas cajas si se supone que la cuerda no se estira. Conforme la caja B se mueve hacia abajo, la caja A se mueve hacia la derecha.

Resp: a=1.4m/s2

3. Un esquiador desciende de una pendiente de 30 grados. Suponiendo que el coeficiente de fricción cinética es 0.10, calcule a) su aceleración y b) la rapidez que alcanzará después de 4s.

RESP: a=4m/s2, v=16m/s

Ahora se considera lo que ocurre cuando un objeto se desliza hacia abajo por un plano inclinado, como una colina o rampa. Tales problemas son interesantes porque la gravedad es la fuerza que genera aceleración, aunque está no es vertical. La resolución de problemas generalmente es más sencilla si se elige el sistema coordenado xy de modo que el eje x apunte a lo largo del plano inclinado y el eje y sea perpendicular al plano, como se muestra:

También hay que hacer notar que la fuerza normal no es vertical, sino perpendicular a la superficie con pendiente del plano.

4. Una caja de 20Kg se encuentra en reposo sobre una mesa. a) Cuál es el peso de la caja y la fuerza normal que actúa sobre ella? b) Una caja de 10Kg se coloca encima de la caja de 20Kg, como se aprecia en la figura. Determine la fuerza normal que esta última ejerce sobre la de 10 Kg.

RESP: a) Peso=196N FN=196N b) FN1=98N FN2=294N

5. Ana va a caminar a través de una “cuerda floja” tendida horizontalmente entre dos edificios separados 10 m. La comba de la soga cuando está en el punto medio forma un ángulo de 10 grados, como se aprecia en la figura. Si su masa es de 50kg. Cuál es la tensión en la soga en este punto?

RESP: FT=1.41x103N

6. La caja de cartón que se muestra en la figura se encuentra sobre un plano inclinado en un ángulo ø-22º con respecto a la horizontal, con µk=0.12.

...