Momento de Torsión

Física I
Guía de Trabajo
Momento de Torsión
INSTRUCCCIONES: Resuelva de manera clara y ordenada cada uno de los siguientes ejercicios
mostrando en detalle su procedimiento.
1._ Encuentre la masa m necesaria para equilibrar la camioneta de 1500 kg sobre la pendiente mostrada en
la figura. Suponga que todas las poleas son sin fricción y masa insignificante.
:178
2._Si la masa máxima que puede sostener en una mano cuando el brazo está colocado a un ángulo de 105°
en el codo es de 35 kg, como se muestra en la figura. ¿ Cuál es la fuerza máxima Fmax que el bíceps
ejerce sobre el antebrazo? Suponga que el antebrazo y la mano tienen una masa total de 2.0 kg con un
centro de gravedad que está a 15 cm del codo, y que el bíceps se une a 5 cm del codo.
: = 2,500
Física I
3._ El viejo MacDonald tenía una granja en la que había una puerta con las dimensiones que aparecen en la
figura. El alambre de la retenida tenía un tensor que marcaba 200 N.La masa de la puerta era de 40 Kg.
a) Determine la fuerza horizontal ejercida sobre la puerta por la bisagra inferior.
b) la fuerza horizontal de la bizagra superior.
c) La fuerza vertical combinada de las bizagras.
d) Calcular la tensión en el alambre.
:)160ℎ) )13.2ℎ))292)192
4._Se sabe que cierta nuez requiere, para romperse, fuerzas de 40 N ejercidas sobre ella en ambos lados.
¿Qué fuerzas F se requerirán cuando esté colocada en el cascanueces mostrado en la figura?
Con L = 12 cm y d = 2.6 cm
:8.7
Física I
5._Un tiburón de 10000N esta sostenido por medio de un cable unido a una barra de 4m que está
articulada en la base. Calcule la tensión necesaria en la cuerda de unión entre la pared y la barra si esta
mantiene el sistema en la posición mostrada. Encuentre las fuerzas horizontal y vertical ejercidas sobre
la base de la barra. (Ignore el peso de la barra)
Rta: a) 8,793.85
b) $ = 8,263.51$% = 6,992.32
6._ Una longitud L de una cinta flexible está enrollada firmemente. Luego se deja que se
desenrolle mientras rueda por una pendiente inclinada que forma un ángulo & con la horizontal,
estando clavado el extremo superior de la cinta. Demuestre que la cinta se desenrolla
completamente en un tiempo :
'=(
3)
*+&
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7._Un objeto de 15 kg es levantado por el sistema de poleas que se muestra en la figura. El brazo está
vertical, mientras que el antebrazo forma un ángulo de 30° con la horizontal. ¿ Qué fuerzas se ejercen
en el antebrazo por (a) el músculo tríceps y (b) el hueso del brazo ( el húmero)?
El antebrazo y la mano juntos tienen una masa de 2 kg con el centro de masa , = 15-( medidos a
lo largo del brazo) desde el punto en que los huesos están en contacto. El musculo tríceps jala
verticalmente hacia arriba en un punto situado a 2.5 cm detrás del punto de contacto. La distancia
. = 35-.
:)1.9/ )2.1/ 01.
8._Una puerta de 2.30 m de altura y 1.30m de ancho tiene una masa de 13 kg. Una bisagra a 0.40m de la
parte superior y otra a 0.40 m del fondo soportan cada una la mitad del peso de la puerta. Suponga que
el centro de gravedad está en el centro geométrico de la puerta, y determine las componentes horizontal
y vertical de la fuerza ejercida por cada bisagra sobre la puerta.
:2 = 3 = 55.24%2 = %3 = 63.7
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9._ Si una bola de billar es golpeada en la forma correcta por el taco, la bola rodará sin deslizarse
inmediatamente después de perder contacto con el taco. Considere una bola de billar de radio r y masa
M, se encuentra en reposo sobre una mesa de billar horizontal. Un taco ejerce una fuerza horizontal F
sobre la bola durante un tiempo t , en un punto que está a una altura h por arriba de la superficie de la
mesa. Suponga que el coeficiente de fricción cinética entre la bola y la mesa es 56 .
Determine el valor de h, de manera que la bola ruede sin deslizarse inmediatamente después de perder
contacto con el taco.
:ℎ =
7
− 56 8
)
5
10._La Figura muestra un escalador de 70 kg colgando por sólo el agarre de una mano en el borde de un
saliente superficial horizontal en una pared de roca. (los dedos se presionan hacia abajo para obtener el
agarre). Sus pies tocan la pared de roca a una distancia H = 2.0 m justo debajo de sus dedos rizados
(rectos), pero no proporcionan ningún apoyo. Su centro de masa esta a una distancia a = 0.20 m de la
pared. Suponga que la fuerza de soporte de los dedos es igualmente compartida por los cuatro dedos.
¿Cuáles son los valores de (a) la componente horizontal 9 y (b) componente vertical de la fuerza : en
cada punta del dedo?