1 Fis101M Guia de Problemas 2 Problema 1. Un estudiante está de

Fis101M
Guia de Problemas 2
Problema 1. Un estudiante está de pie a la orilla de un
acantilado y lanza una piedra horizontalmente al vacío
con una rapidez de 18.0 m/s. El acantilado está a 50.0
m de altura sobre una playa horizontal llana, como se
muestra en la figura.
a) ¿Cuánto tiempo después de ser lanzada alcanza la
piedra la playa bajo el acantilado?
b) ¿Con qué rapidez y ángulo de impacto aterriza?
(R: (a) 3.2 s, (b) -31.36 m/s, 60.15° desde la vertical)
Problema 2. Un jugador de baloncesto cuya estatura
es de 2.00 m desea hacer una canasta desde una
distancia de 10.0 m respecto al aro, como en la figura.
Si el jugador arroja el balón con un ángulo de 45,0º,
¿con qué rapidez inicial deberá lanzar el balón para
que atraviese el aro sin golpear el tablero?
(R: 10.46 m/s)
Problema 3. Una roca que cae, desde una altura de
100 m, con una velocidad inicial de 32.5 m/s a un
ángulo de 50º respecto a la horizontal tiene un
alcance de 985 m en un determinado planeta. ¿Cuál
es la aceleración de la gravedad en ese planeta?
(R: 1.78 m/s2)
Problema 4. Una masa de 8.0 kg descansa sobre
una superficie inclinada sin fricción como se indica
en la figura. Una cuerda ligera que corre paralela a
la superficie desde la masa pasa por una polea
ligera sin fricción hasta llegar a una masa de 3,6 kg.
Determine
a) la aceleración de las masas
b) la tensión de la cuerda
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(R: (a) 2.136 m/s2, (b) 42.97 N)
Problema 5. Una planta se cuelga de
alambres como se muestra en la figura.
¿Cuál es la tensión en cada alambre si la
planta pesa 20.0 N?
No tenga en cuenta el peso del alambre
(R: T1 = 16.3 N, T2 = 18.42 N)
Problema 6. Suponga que el peso w2 en la
figura es de 400 N. ¿Cuáles deben ser los
valores de los pesos w1 y w3, para que el
sistema se encuentre en equilibrio?
(R: w1 = 257.13 N, w3 = 306.4 N)
Problema 7. Un bloque de 10.0 kg se coloca en un
plano inclinado sin fricción y se conecta a un bloque de
5.0 kg como se muestra en la figura.
a) ¿Cuál sería el ángulo θ para que los bloques
permanezcan inmóviles?
b) ¿Cuál sería la aceleración de los bloques sí θ = 37º?
(R: (a) 30°, (b) 0.67 m/s2, con el bloque de la derecha
subiendo)
Problema 8. Dos bloques se conectan por medio de una cuerda ligera que pasa por
una polea (véase la figura). Las superficies
inclinadas no presentan fricción y los efectos de
la polea pueden ignorarse. Si los valores
corresponden a masas m2 = m1 = 100 kg, θ1 =
46º, θ2 = 34º, ¿cuál es la aceleración de los
bloques?
(R: 0.784 m/s2, hacia la izquierda)
Problema 9. Una pelota es lanzada al aire desde el suelo. A una altura de 9.1 m, se
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observa que su velocidad es de v = 7.6 xˆ + 6.1yˆ , en metros por segundo ( x̂
horizontal, ŷ hacia arriba).
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a) ¿A qué altura máxima se eleva la pelota?
b) ¿Qué distancia horizontal total recorre?
Cuáles son:
c) la magnitud y la dirección de la velocidad de la pelota justo antes de que regrese al
suelo?
(R: (a) 10.98 m, (b) 22.74 m, (c) 16.53 m/s, en ángulo de 62.63° con la horizontal)
Problema 10. La tensión a la que se revienta una cuerda de pescar suele denominarse
“resistencia” de la cuerda. ¿Cuál es la mínima resistencia necesaria para que una
cuerda detenga un salmón de 85 N de peso en 11 cm, si el pez inicialmente se mueve
as 2.8 m/s? Suponga una desaceleración constante.
(R: 308 N)
Problema 11. En la figura, tres bloques están conectados entre sí y se tira de ellos a la
derecha en una mesa horizontal sin fricción con una fuerza de magnitud T3 = 65.0 N. Sí
m1 = 12.0 kg, m2 = 24.0 kg y m3 = 31.0 kg, calcule
a) la aceleración del sistema
b) las tensiones T1 y T2 en las cuerdas de conexión.
(R: (a) 0.97 m/s2, (b) 11.64 N)
Problema 12. Dos segundos después de ser lanzado desde el nivel del suelo, un
proyectil se desplaza 40 m horizontalmente y 53 m verticalmente sobre su punto de
lanzamiento. ¿Cuáles son las componentes
a) horizontal y
b) vertical de su velocidad inicial?
c) en el instante en que el proyectil alcanza su máxima altura sobre el nivel del suelo,
¿cuánto se desplaza en forma horizontal desde su punto de lanzamiento?
(R: (a) 20 m/s, (b) 36.3 m/s, (c) 74 m)
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