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Fuerza y movimiento

Enviado por ivan_escalona

    1. Leyes de Newton I
    2. Fuerza y movimiento

    1.8E Hay dos fuerzas que actúan sobre una baja de 2.0 kg de la fig. 2 pero solo una es mostrada. La figura también muestra la aceleración de la caja. Encontrar la segunda fuerza:

    1. En connotación de unidad vectorial y
    2. b) En magnitud y dirección.

    2.12E ¿Cuáles son la masa y peso de: a) Un trineo de 1400 lb y b) de una bomba de calor de 421 kg?

    3.15E Una cierta partícula tiene un peso de 20N en el punto donde la aceleración de la caída libre es de 9.8 m/s2.

    1. ¿Cuáles son el peso y la masa de la partícula donde el punto de la aceleración de la caída libre es de 9.4 m/se?
    2. ¿Cuáles son el pero y masa de la partícula sí esta es movida a un punto en el espacio donde la aceleración de la caída libre es cero?

    4.18E Un salami de 11 kg esta sujeto por un cordón que va del techo (fig 1ª);

    1. ¿Cuál es la lectura de la escala (fig 1b) si el salami esta sujeto por un cordón que va alrededor de una polea y a una escala. El lado opuesto de la escala está sujeto por un cordón que va a una pared.
    2. ¿Cuál es la lectura de esa escala?
    3. En la fig 1c, la pared a sido remplazada por un segundo salami a la izquierda y el ensamblaje esta estacionario. ¿Cuál es la lectura en la escala ahora?

    5.21E Un trineo cohete experimental puede ser acelerado a una cifra constante desde el reposo de 1600 km/h en 1.8 segundos. ¿Cuál es la magnitud promedio de la fuerza requerida, sí el trineo tiene una masa de 500 kg?

    Ò IPN-UPIICSA PRÁCTICA Nº2 Mecánica Clásica

    LEYES DE NEWTON I

    1.23E Si un núcleo captura un neutrón desorbitado, éste deberá atraer al neutrón hasta pararlo dentro del diámetro del núcleo por medio de una gran fuerza. La fuera que mantiene al núcleo unido, es esencialmente cero fuera del núcleo. Suponiendo que el neutrón desviado con una velocidad inicial 1.4 x 107 m/s2 es capturado justo por un núcleo con un diámetro d = 1.0 x 10-14 m. Asumiendo que la fuerza del neutrón es constante encontrar la magnitud de esa fuerza. La masa del neutrón es de 1.67 x 1027 kg.

    R: |F|= 16N

    2.27E Referirse a la fig 1 dado que la masa del bloque es de 8.5 kg y el ángulo = 30º. Encontrar:

    1. La tensión en la cuerda
    2. La fuerza Normal actuando sobre el bloque
    3. Si la cuerda se corta, encontrar la magnitud de la aceleración del bloque

    R: a) 42N, b) 72N, c) –4.9 m/s2

    3.32E Un electrón es proyectado horizontalmente a una velocidad de 1.2 x 107 m/s hacia un campo eléctrico que proporciona una fuerza vertical constante de 4.5 x 10-6 N sobre ella. La masa del electrón es de 9.11 x 10-31 kg. Determinar la distancia vertical que el electrón es rechazado durante el tiempo que se a movido 30 mm horizontalmente.

    R: 1.5 x 10-3 m

    4.36P Una niña de 40 kg y un trineo de 8.4 kg están en la superficie de un lago congelado separados por un cuerda de 15m. Por medio de la cuerda la niña proporciona una fuerza de 5.2N, jalando hacia ella:

    1. ¿Cuál es la aceleración del trineo?
    2. ¿Cuál es la aceleración de la niña?
    3. ¿Qué tan lejos de la posición inicial de la niña se encuentran asumiendo que no actúa ninguna fuerza de fricción?

    R: a) 0.62 m/s2 b) 0.13 m/s2, c) 2.6m

    5.38P Una esfera de masa 3 x 10-4 esta suspendida de un cordón. Una brisa horizontal constante empuja la esfera de modo que el cordón forma un ángulo de 33º con la vertical cuando esta en reposo. Encontrar:

    1. La magnitud del empuje;
    2. La Tensión en el cordón.

    R: a) 2.2 x 10-3N, b) 3.7 x 10-3N

    Ò IPN-UPIICSA PRÁCTICA Nº3 Mecánica Clásica

    FUERZA Y MOVIMIENTO

    1.40P Dos bloques están en contacto sobre una mesa sin fricción. Una fuerza horizontal se le aplica a una bloque como se muestra en la fig 1. Si m1 = 2.3 kg, m2 1.2 kg y F = 3.2N,

    1. Encontrar la fuerza entre los dos bloques.
    2. Demuestra que si un fuerza de la misma magnitud F se le aplica a m2 pero en dirección opuesta, la fuerza entre los dos bloques es de 2.1N, el cual, no es el mismo valor en el inciso (a) explica la diferencia.

    R: a) 1.1N, b) 2.1N

    2.43P Un elevador y su carga tiene una masa combinada de 1600 kg. Encontrar la tensión en el cable de soporte cuando el elevador originalmente moviéndose hacia abajo a 12 m/s llegue al reposo con una aceleración constante a una distancia de 42m.

    R: 1.8 x 104N

    3.51P Una persona de 80 kg esta haciendo paracaidismo y experimentando una aceleración hacia abajo a 12 m/s, la masa del paracaídas es de 5 kg.

    1. ¿Qué fuerza hacia arriba es ejercida en el paracaídas abierto por el aire?
    2. ¿Qué fuerza hacia abajo es ejercida por la persona en el paracaídas?

    R: a) 620N, b) 580N

    4.54P Imaginar una nave aterrizando acercándose a la superficie de Calisto, una de las lunas de Júpiter, si los motores proveen una fuerza hacia arriba de 3260N, la nave desciende a velocidad constante, si los motores proveen únicamente 2200N, la nave acelera hacia abajo a 0.39 m/s2.

    1. ¿Cuál es el peso de la nave aterrizando en la cercanía de la superficie de Calisto?
    2. ¿Cuál es la masa de la Nava?
    3. ¿Cuál es la aceleración de la caída libre cerca de la superficie de Calisto?

    R: a) 3260N, b) 2.7 x 103 kg, c) 1.2 m/s2

    5.56P Una cadena consiste de 5 eslabones, cada uno de masa de 0.100 kg, es elevada verticalmente con una aceleración constante de 2.50 m/s2 como se muestra en la fig 2, determinar:

    1. La fuerzas que actúan entre los eslabones adyacentes
    2. La fuerza F ejercida en el eslabón de arriba por la persona que levanta la cadena
    3. La fuerza neta que esta acelerando a cada eslabón

    R: a) F12 = 1.23N, F32 = 2.46N, F43 = 3.69N, F54 = 6.16N, b) F45 = F54 = 6.15N, c) 0.25N.

    Ò IPN-UPIICSA PRÁCTICA Nº4 Mecánica Clásica

    LEYES DE NEWTON I

    14.5 Una masa de m1 = 2.2 kg. se mueve en un plano inclinado sin fricción en un ángulo de 30º hacia arriba de la horizontal, como se muestra en la Fig. 1- Esta conectado por un hilo con masa despreciable que pasa por un polea de fricción y masa despreciable a otra masa m2 = 2.7 kg que cuelga verticalmente sin tocar nada.

    1. Dibujo del diagrama del Cuerpo Libre (D.C.L.) de cada una de las masas
    2. Calcula la magnitud y dirección de la aceleración de m1
    3. Calcule la tensión en la cuerda.

    2.4.4 Un bloque de 50 kg se encuentra en reposo y sostenido en una superficie que esta a 601 sobre la horizontal y que tiene un coeficiente de fricción estático de s = 0.4 y un coeficiente de fricción cinético k = 0.3. Encuentre:

    1. La magnitud y dirección de la aceleración cuando el bloque se suelta
    2. La Aceleración si el bloque hubiera estado ya moviéndose
    3. Supóngase que la Fuerza F = 100N, esta ahora ejercida en el bloque paralela al inclinado, dirigida hacia arriba, y para empujar el bloque hacia arriba por la superficie inclinada. ¿Cuál es la aceleración?

    3.4.3 Un estudiante desea determinar el coeficiente de fricción estático entre un bloque sólido y una tabla de madera. Coloca la tabla sobre una mesa y coloca el bloque en la tabla, y gradualmente va inclinado l orilla de la tabla. Cuándo la orilla de la tabla ha sido levantada 20 cm el bloque se desliza 77.3 cm hacia abajo y recorre la longitud total de la tabla en 1.6 s, Encuentre:

    1. El coeficiente de fricción estático
    2. Coeficiente de fricción cinético
    3. El ángulo para el cual la velocidad del bloque va a se constante
    4. Que tanta deberá de ser la presión sobre el bloque, perpendicular a la superficie inclinada para evitar que se deslice hacia abajo si este tiene un ángulo de 30º.

    4.4.2 Las fuerzas F1 y F2 actúan de una manera simultanea en un partícula de masa m = 1.5 kg. F1 tiene una magnitud de 12 N y esta dirigida a 3º debajo de la horizontal, mientras que F2 es de 5N y dirigida 45º sobre la horizontal.

    1. Encuentre la magnitud y dirección de la Fuerza Resultante
    2. Encuentre la magnitud y dirección de la aceleración resultando de la partícula

    Ò IPN-UPIICSA PRÁCTICA Nº5 Mecánica Clásica

    LEYES DE NEWTON I

    158p . Un bloque de masa m1 = 3.70 kg está sobre un plano inclinado sin fricción de ángulo  = 30º esta conectado por un cordón sobre una polea pequeña, sin fricción y sin masa a un segundo bloque de masa m2 = 2.30 kg colgando verticalmente, Cuáles son:

    1. ¿La magnitud de la aceleración de cada bloque?
    2. ¿La dirección de la aceleración de m2?
    3. ¿Cuál es la tensión del cordón?

    260p. Un bloque es proyectado hacia arriba de un plano inclinado sin fricción con velocidad inicial de v0. El ángulo de inclinación es .

    1. ¿Qué tan lejos hacia arriba del plano llega?
    2. ¿cuánto le toma en llegar ahí?
    3. ¿Cuál es si velocidad cuando regresa al fondo?

    Determine los valores numéricos para  = 32.0º y v0 = 3.50 m/s

    364p. Un mono de 11 kg trepa en una cuerda sin masa que corre sobre una rama de un árbol (¡sin fricción!) y unida a un paquete de 15 kg sobre el piso. (a) ¿Cuál es la magnitud mínima de la aceleración con la que el mono deberá trepar sí a de levantar el paquete del piso? Si, después de que el paquete se haya elevado, el mono deja de trepar y se sostiene de la cuerda, ¿Cuál será ahora (b) la aceleración del mono y (c) la tensión en la cuerda?

    468p Un bloque de 5 kg es jalado a lo largo de un piso horizontal sin fricción por un cordón que ejerce una fuerza F = 12.0 N con una ángulo de 25º sobre la horizontal.

    1. ¿Cuál es la aceleración del bloque?
    2. La fuerza F se incrementa lentamente, ¿cuál es su valor justo antes de que el bloque sea levantado (completamente del piso)?
    3. ¿Cuál es la aceleración del bloque justo antes de que sea levantado (completamente) del piso?

    570p. Un Globo de aire caliente de masa total M está descendiendo verticalmente con una aceleración a hacia abajo. ¿Cuánto masa se a de arrojar para dar al globo una aceleración a hacia arriba (de la misma magnitud pero de dirección opuesta)? Asumiendo que la fuerza hacia arriba del aire (el que empuja) no cambie por causa de la masa (del lastre) que se a perdido.

      

     

    Iván Escalona