TP2 - Universidad Nacional de Salta

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Discute en grupo:
a) Un cuerpo sobre el que actúa una única fuerza hacia la derecha, ¿podría estar moviéndose hacia
la izquierda?
b) ¿Es posible que para EDMDU una valija de un estante, en algún momento apliquemos sobre ella
una fuerza hacia arriba PD\RU que su peso?
c) ¿Puede una persona levantar un objeto que pese más que ella misma?
(MHUFLFLR1ž
Discute en grupo:
a) ¿Qué tipo de trayectoria seguirían los planetas si la fuerza gravitatoria del Sol cesara
repentinamente?
b) ¿Sería correcto decir que la inercia es la UD]yQde que un objeto se resista al cambio y persista
en su estado de movimiento?
c) ¿Un bloque de hierro de 2 kg tiene el doble de LQHUFLD que un bloque de hierro de 1 kg? ¿Tiene
el doble de PDVD? ¿Tiene el doble de YROXPHQ? ¿Tiene el doble de SHVR (medido en un mismo
lugar)?
d) ¿Un racimo de uvas de 2 kg tiene el doble de LQHUFLD que un pan de 1 kg? ¿Tiene el doble de
PDVD? ¿Tiene el doble de YROXPHQ? ¿Tiene el doble de SHVR (medido en un mismo lugar)?
e) ¿A qué clase de objetos se refiere la ley de inercia: a objetos en movimiento, a objetos en
reposo, ó a ambos? Justifica tu respuesta.
f) Si un auto puede desarrollar una aceleración de 2 m/s2, ¿qué aceleración desarrollará si tiene
que remolcar a otro auto de la misma masa?
g) Cuando subes a una balanza casera, la fuerza gravitacional hacia abajo y la fuerza de reacción
del piso hacia arriba comprimen un resorte que está calibrado para indicar tu peso. En realidad
la báscula indica la intensidad de la fuerza de sustento. Si estuvieras de pie sobre dos básculas,
distribuyendo tu peso uniformemente entre ambas, ¿qué indicaría cada una de ellas? ¿Y si tu
peso carga más sobre un pié que sobre otro?
h) Supón que un avión a reacción vuela a gran altura y con velocidad constante mientras los
motores producen un empuje constante de 80 000 N. ¿Cuál es la DFHOHUDFLyQ del avión? ¿Cuál
es la IXHU]D de resistencia del aire que actúa sobre el avión?
i) Un autobús que viaja a gran velocidad choca con un insecto que se aplasta en el parabrisas.
Debido a la fuerza que repentinamente se aplica al desafortunado insecto, éste se ve sujeto a
una desaceleración repentina. ¿La fuerza correspondiente que el insecto ejerce sobre el
parabrisas del autobús es mayor, menor o igual? ¿La aceleración resultante del autobús es
mayor, menor o igual a la del insecto?
(MHUFLFLR1ž
Indica cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas y cuáles falsas:
a) Para que un cuerpo se acelere, la suma de fuerzas que actúan sobre él tiene que ser diferente de
cero.
b) Para que un cuerpo mantenga constante su velocidad, tiene que actuar sobre él una fuerza; si
no, se frenará.
c) Es posible que la suma de fuerzas sobre un cuerpo sea cero y que, sin embargo, el cuerpo esté
acelerado.
d) La fuerza de rozamiento sobre un cuerpo es siempre de sentido opuesto al de la velocidad.
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e) Siempre que se aplica una fuerza, aparece otra del mismo módulo y dirección y de sentido
contrario.
f) Cuando un auto choca contra una pared y se destruye, mientras que la pared apenas se daña, la
fuerza que hace la pared sobre el auto es mayor que la que hace éste sobre aquélla.
g) Un kilogramo masa es lo mismo que un kilogramo fuerza.
h) Si un cuerpo pesa un kilogramo fuerza en la tierra, podemos asegurar que su masa es de un
kilogramo.
(MHUFLFLR1ž
Realiza un diagrama de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo que se indica con negrita en las
siguientes situaciones:
a) Un EORTXH situado sobre una superficie sin rozamiento sometido a una fuerza horizontal
ejercida a través de una cuerda.
b) Un REMHWR suspendido de un resorte.
c) Un EORTXHde masa m situado sobre un plano inclinado sin rozamiento.
3UREOHPD1ž
Considera un bloque de masa P que se encuentra en reposo sobre una mesa horizontal y sin
rozamiento, que es arrastrado mediante una fuerza ) aplicada a través de una cuerda ligera.
a) Realiza un esquema de las fuerzas actuantes.
b) Encuentra la fuerza resultante que actúa sobre el bloque.
3UREOHPD1ž
La esfera de masa M de la figura 1 descansa sobre dos planos
inclinados lisos, formando los ángulos φ1 y φ2 con la horizontal.
Determinar las reacciones normales a los planos inclinados
que actúan sobre la esfera en los puntos de contacto con ellos.
Fig. 1
φ2
φ1
3UREOHPD1ž
Un bloque de 100 kg se encuentra sobre un plano inclinado 45º; si la fuerza de rozamiento entre el
bloque y el plano es despreciable, calcular:
a) Fuerza mínima paralela al plano inclinado capaz de mantener al bloque en reposo.
b) Fuerza mínima horizontal capaz de mantener al bloque en reposo.
c) Fuerza mínima que forma un ángulo de 15º con el plano inclinado capaz de mantener al bloque
en reposo y el valor de la reacción normal del plano inclinado sobre el objeto.
d) Realizar un diagrama de las fuerzas que actúan sobre el bloque
3UREOHPD1ž
Calcular la fuerza que un hombre de 90 kg ejerce sobre el piso de un ascensor cuando, a) está en
reposo, b) asciende con una velocidad constante de 1 m/s, c) desciende con una velocidad constante de
1 m/s, d) asciende con una aceleración constante de 1 m/s2, e) desciende con una aceleración constante
de 1 m/s2.
3UREOHPD1ž
Un cuerpo de 2 kg de masa pende del extremo de un cable. Calcular la tensión 7 del mismo, si la
aceleración es a) 5 m/s2 hacia arriba; b) 5 m/s2 hacia abajo.
3UREOHPD1ž
En la figura 2, una caja de 120 kg de masa cuelga de una cuerda
unida en el punto O a otras dos, una agarrada del techo
y la otra de la pared. a) Realizar un diagrama de las fuerzas
que actúan sobre la caja. b) Calcular las tensiones en las tres
cuerdas, suponiendo que los pesos de éstas son despreciables.
60º
Fig. 2
O
2
3UREOHPD1ž
Un cuerpo se encuentra en reposo sobre un plano inclinado como muestra la figura 3. Un camión lo
sujeta mediante una cuerda y comienza a tirar hacia arriba. Si la masa del bloque es 1300 kg, a)
realizar un diagrama de las fuerzas que actúan sobre el bloque, b) calcular la tensión en el cable y la
reacción normal del plano con el cuerpo.
Fig. 4
25º
Fig. 3
3UREOHPD1ž
Se suspende un bloque de 5 kg a un resorte que tiene una constante de fuerza N = 250 N/m, como
indica la figura 4. a) Realizar un diagrama de las fuerzas que actúan sobre el bloque. b) Determinar el
alargamiento experimentado por el resorte.
3UREOHPD1ž
Un tren suburbano está formado por tres vagones de 15 tn de peso. El primero de ellos actúa de
máquina y ejerce una fuerza de tracción de 4 800 N. Sabiendo que la fuerza de rozamiento en cada uno
de los vagones es de 100 N, calcular: a) la aceleración del tren, b) la tensión T1 en el acoplado entre el
primer y segundo vagón, c) la tensión T2 en el acoplamiento entre el segundo y tercer vagón.
3UREOHPD1ž
Un viajero espacial cuya masa es de 75 kg sale de la Tierra. Calcula su peso:
a) en la Tierra
b) a 644 km sobre la Tierra, en donde J= 8,1 m/s2
c) en la Luna
d) ¿Cuál es su masa en cada uno de estos sitios?
3UREOHPD1ž
En el extremo superior de un plano inclinado liso (sin rozamiento apreciable) hay una polea por cuya
garganta pasa un cordón que consideramos inextensible y sin peso. (Fig. 5) Uno de los extremos del
cordón es vertical y sostiene atado a un extremo un cuerpo de masa 3 kg y el otro cordón se mantiene
paralelo al plano inclinado y tiene atado un cuerpo de masa 5 kg. a) Realiza un diagrama de fuerzas. Si
el sistema se encuentra en equilibrio, calcular: b) la tensión en la cuerda, c) la reacción normal del
plano, y d) el ángulo que forma con la horizontal. El rozamiento en el eje de la polea y, entre la cuerda
y las guías, existe, pero no es considerable.
Fig. 6
60º
Fig. 5
3UREOHPD1ž
Una escalera uniforme, (fig. 6) de 6 m de longitud y 4 kg de masa, se apoya entre un suelo rugoso y
una pared pulida formando un ángulo de 60º con el suelo. Sabiendo que el coeficiente de rozamiento
entre la escalera y el suelo es igual a 0,3, calcular hasta qué punto de la escalera puede ascender un
hombre de 70 kg sin que la escalera se mueva.
3
3UREOHPD1ž
El dueño de un gimnasio recibió una caja de 400 N que contenía pesas y aparatos para realizar
ejercicios. Al querer entrar la caja por la puerta del gimnasio, descubre que debe tirar con una fuerza
horizontal de magnitud 190 N. Cuando la caja comienza a moverse, puede mantenerse a velocidad
constante con sólo 150 N. a) Obtener los coeficientes de fricción estática y cinética. b) Suponer que el
dueño del gimnasio ata una cuerda a la caja y tira de ella con un ángulo de 30 º sobre la horizontal,
¿qué fuerza debe aplicar para mantener la caja en movimiento con velocidad constante? c) ¿Esto es
más fácil o más difícil que tirar horizontalmente?
3UREOHPD1ž
a) Calcular la fuerza constante que es necesario aplicar para que el bloque B de 20 N ascienda con una
aceleración de 1 m/s2.
b) ¿Cuál es la tensión de la cuerda? (Fig. 7)
3UREOHPD1ž
En la figura 8, los bloques A y B pesan 20 y 30 kg, respectivamente, y el coeficiente de rozamiento
con cada superficie es 0,20. Calcular: a) la aceleración del sistema, b) la tensión en la cuerda.
A
B
B
Fig. 7
Fig. 8
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