1- Un cavernícola tira de los cabellos de una hermosa dama

1- Un cavernícola tira de los cabellos de una hermosa dama mientras camina por una colina inclinada 20
grados. Si la fuerza con la que tira de los cabellos hace un ángulo de 30 grados con la colina, ¿qué fuerza se
necesita para que la componente en x, paralela a la colina, sea de 60 N? y ¿cuánto vale la fuerza aplicada en y?
2- Dos chavales ociosos tiran horizontalmente de las trenzas de una niña en la primaria. Sí el ángulo entre las
trenzas es de 60 grados y el niño vestido de rojo tira con una fuerza de 270 N y el niño de azul con 300 N.
Calcula la fuerza, en coordenadas, magnitud y dirección, que siente la cabeza de la niña.
3- Una partícula, Y, de 9.1 kg ingresa en un sistema de cámaras. Cuando la partícula
entra en la cámara 1, una fuerza de 5.1 N actúa sobre ella. Una vez que la partícula ha
salido de la primera cámara ingresa en una segunda en la que no existe fuerza aplicada.
Si la fuerza de la cámara 1 hace un ángulo α de 25 grados y la partícula entra a ésta
cámara con una rapidez de 1.5 m/s y ángulo β de 40 grados. A) ¿En qué tiempo recorre
ambas cámaras? B) ¿Qué velocidad tiene la partícula cuando ha recorrido 15 m, en x,?
C) ¿En qué punto golpea a la placa fotográfica con respecto al punto cero metros mostrado para y?
4- El abominable hombre de las nieves libera una bola de hielo de 8 kg desde la parte alta de una colina de 3m
de longitud. Sí al final del recorrido la bola tiene una rapidez de 5 m/s, ¿qué inclinación posee la colina?
5- En un laboratorio de física se coloca un tren de juguete, con masa 2.25 kg, sosteniendo
un bloque de 1.3 kg mediante una polea sin fricción. Una vez montado el sistema, éste se
libera del reposo; determina la rapidez del tren después de que se movió 3 cm así como la
tensión de la cuerda. El coeficiente de fricción cinética entre el tren y la mesa es 0.55.
6- Un cocodrilo -un carro no un animal- acelera hacia abajo en una colina y va desde el
reposo hasta 30 m/s en 6 s. En el interior del carro, unos dados de peluche rosa, m=0.1 kg,
cuelgan del retrovisor. Dada la aceleración del cocodrilo, la cuerda que une a los dados con el
retrovisor se mantiene perpendicular al techo del cocodrilo (que por cierto es paralelo a la
superficie de la colina). Con la anterior, determina la inclinación de la colina y la tensión de la cuerda.
7- Un niño de 40 kg se mece como acróbata en una barra horizontal. Si los brazos del niño miden
35 cm de largo y cuando pasa por el punto más bajo de su viaje sienten una fuerza de 300 N cada
uno. ¿Qué rapidez tiene el niño en este punto?
8- En el modelo atómico de Bohr para el átomo de hidrógeno, se considera que el electrón se encuentra
describiendo una órbita circular a una distancia de 0.529 Å (éste valor es conocido mundialmente como el radio
de Bohr). Sí el electrón se mueve con rapidez de 2.2x106 m/s, encuentre la aceleración centrípeta del electrón y
la fuerza que actúa sobre el mientras gira alrededor del núcleo.
9- El correcaminos, intentando huir del coyote, toma una curva peraltada de 48 m de radio
e inclinación de 27 grados. Qué rapidez tendrá el correcaminos sí A) el coeficiente de fricción
estática es cero, y B) si dicho coeficiente vale 0.23.
10- Un elevador de masa 1000 kg está subiendo mientras frena de forma constante. Si el elevador tienen una
rapidez inicial de 10 m/s y a los 25 m, se detiene. ¿Qué tensión tiene el cable que soporta al elevador?
11- Tomando el elevador del ejercicio anterior, suponga que se encuentra una hermosa dama de 150 kg en su
interior. Si la bella mujer se encuentra arriba de una báscula, A) ¿cuánto marcará la báscula sí el elevador
desciende? B) ¿y sí el elevador asciende?
12- Un niño se cuelga de dos cuerdas unidas ejerciendo una fuerza de 150 N. Si cada una
de las cuerdas soporta una fuerza de 80 N, ¿qué cuerda se romperá primero? Los ángulos
con respecto a la horizontal son α de 35 grados y β de 60 grados.
13- Un tarro de cerveza es lanzado por una barra horizontal con una rapidez inicial de 10 m/s, pero por efecto
de fricción con la mesa la cerveza se detiene. Si el tarro tiene una masa de 700 gramos y se desliza 2 m antes de
detenerse. ¿Qué magnitud tiene la fuerza de fricción y cuánto vale el coeficiente de fricción?
14- En el juego del volantín un niño de 45 kg gira a una velocidad constante haciendo un ángulo de 15 grados
respecto al poste del juego. Si la cuerda de la que pende el niño mide 1.16 m, A) ¿cuánto valdrá la tensión en la
cuerda? B) ¿cuánto tarda en completar una vuelta?
15- Un joven empuja horizontalmente una caja de 40 kg de masa. Si el coeficiente de fricción estática entre
dicha caja y el piso es de 0.65, A) ¿cuál debe ser la magnitud de la fuerza ejercida por el joven para mover la
caja? Si el joven mantiene esa fuerza una vez que la caja empieza a moverse y el coeficiente de fricción cinética
es de 0.5, B) ¿cuál será la magnitud de la aceleración de la caja?
16- Una niña empuja horizontalmente un animalito muerto, que inicialmente se encuentra en reposo, de forma
tal que después de 5 segundos el animalito tiene una velocidad de 15.12 km/h. Despreciando la fuerza de
fricción, ¿qué fuerza ejerció la niña si el animalito tiene una masa de 20 g?
17- Un automóvil toma una curva peraltada con una rapidez de 88 km/h. Si el radio de la curva es de 250 m.
¿cuál debe de ser el ángulo para que no existan efectos de fricción?
18- Una pareja de enamorados, la masa de ella es 50 kg y la de él es 80 kg, se suben a la rueda de la fortuna
para disfrutar de la bella vista. Si la rueda de la fortuna se mueve con rapidez constante y cumple una vuelta en
10 s A) ¿cuánto vale la fuerza ejercida sobre ellos cuando se encuentran en el cenit (el punto más alto en la
rueda)? B) ¿y cuánto en el nadir (punto más bajo en la rueda)? El diámetro de la rueda de la fortuna es 16 m.
19- Dos bloques conectados por un cordel que pasa por una polea sin fricción descansan en
planos sin fricción. A) ¿Hacia dónde se moverá el sistema cuando los bloques se liberan del
reposo? B) ¿Qué aceleración tendrán los bloques? C) ¿Qué tensión hay en el cordel?
20- ¿Cuál es el coeficiente de fricción estático que ocasionaría que el sistema mostrado en la
imagen no se moviese? Los bloques poseen la misma masa.
21- Un vago empuja hacia abajo un costal de 20 kg, inicialmente en reposo, por una colina inclinada 20 grados
bajo la horizontal con una fuerza paralela a la superficie de 12 N. ¿Qué valor del coeficiente de fricción cinético
permitiría que en 10 s el costal tuviese una rapidez de 25 m/s si se acelera de forma constante?
22- Un soldadito de plástico se coloca en un disco de tornamesa que gira horizontalmente con rapidez constante
de 50 cm/s. ¿Cuánto vale el coeficiente de fricción estático que ocasiona que el soldadito gire en un radio
constante de 10 cm?
23- Una bola de 5 kg, originalmente en reposo, se libera desde lo alto de una rampa
inclinada. ¿En qué tiempo la pelota choca con el piso? El coeficiente de fricción cinético entre
la pelota y el plano inclinado es 0.05 y θ vale 20 grados.
24- Un bloque de 4 kg está atado a dos cuerdas de masa despreciable y longitud de 1.5 m. Si el
bloque gira con rapidez constante de 4 m/s alrededor de un poste, como se muestra en la
imagen, ¿cuánto vale la tensión en cada cuerda?
25- Un tren lleno de revolucionarios toma una curva de 100 m de radio con una rapidez constante de 15 m/s.
¿Cuál debe ser el ángulo de peralte para que el tren no sienta fricción? Con el ángulo que acabas de determinar,
¿cuánto valdría el coeficiente de fricción si el tren se moviera con rapidez constante de 20 m/s?
26- Un motociclista inclina su moto 10 grados para eliminar los efectos de la fricción cuando entra a una curva
de 100 m de radio y 10 grados de peralte. Considerando que la rapidez del motociclista es constante, ¿cuánto
valdría el coeficiente de fricción estático si el motociclista no inclina su moto los 10 grados?
27- Un hombre empuja una caja, inicialmente en reposo y en el punto A, con una fuerza siempre constante y
paralela con cualquier superficie. ¿Cuánto vale la rapidez de la caja en el punto B y D? Sabemos que la fuerza
aplicada por el hombre ocasiona que la caja se mueva a
rapidez constante en la región comprendida entre los puntos B
y C, y que el coeficiente de fricción cinética entre la región AB
es de 0.1, en la región BC es de 0.5 y en la región CD es 0.7.
28- ¿Hacia dónde se moverá el bloque A y qué rapidez tendrá el bloque C a los 2 s de que se
liberó el sistema del reposo? La masa de A es 10 kg, la masa de B es 20 kg y la masa de C es
de 15 kg. El coeficiente de fricción cinético entre todos los bloques y la superficie es de 0.1.
29- Un tlacuache corre describiendo un movimiento circular con radio constante de 10 cm. Si el coeficiente de
fricción estático con el piso es de 0.2, ¿qué rapidez tiene el tlacuache?
30- Tres bloques se ordenan en un plano inclinado 30 grados, atando uno a otro, como se
muestra en la imagen. ¿Cuánto vale la tensión en las tres cuerdas?