fisica ejercicios de dinamica

7/26/2019 fisica ejercicios de dinamica

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Sesin de problemas:

Leyes del MovimientoPresentado por:

M.Sc. Manuel S. Alvarez Alvarado


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1. Un cohete viaja con una velocidad da

por la siguiente ecuacin:

= 2 + 4Determine la fuerza neta que acta sobre

cuerpo cuando se encuentra el cohete

una posicin x=1 m. Considere que cohete posee una masa de 1 kg. Todos l

datos estn segn el S.I.


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2. Un bloque cuya masa es de 10kg, se encuentra inicialm

reposo sobre una superficie horizontal. Los coeficientes de

esttico y cintico entre el bloque y la superficie son 0.40

respectivamente. Una fuerza horizontal F, cuya magnitud epor = 16 6 + , donde t esta en segundos y F en N

acta sobre el bloque desde t = 0 hasta t = 10 s, como se

en la figura (considere g=10m/s2).

a) En qu instante el bloque empieza a moverse?

b) Determine una expresin, en funcin de t, para la ace

y la velocidad


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3. Que fuerza horizontal se debe aplicar

automvil que se muestra en la figura de modo

los bloques permanezcan fijos en relacin cocarretn? Suponga que todas las superficies, rued

poleas no tienen friccin. Observe que la fuerza

ejerce la cuerda acelera m1.


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( + + )

Respuesta:


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4. La figura muestra dos cubetas de pintura, de 3.2

kg cada una, que cuelgan unidas mediante dos

cuerdas ligeras.

a) Si las cubetas estn en reposo, cul es la tensin

en cada cuerda?

b) Si las dos cubetas son jaladas hacia arriba por la

cuerda superior con una aceleracin de 1.25 m/s2,

calcule la tensin en cada cuerda.


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Respuesta: a) 31N, 63N;

b) 35N, 71N.


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5. Sostenido de un cordel, un objeto cuel

espejo retrovisor de su automvil. Mientras

acelera de manera uniforme desde el reposo28 m/s en 6.0 s, qu ngulo formar el

con la vertical?


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Respuesta: = 25.46


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6. Una esfera uniforme slida de 45.0 kg, cuyo dimet

de 32.0 cm, se apoya contra una pared vertical sin fric

usando un alambre delgado de 30.0 cm con

despreciable, como se indica en la figura.

a) Determinar la tensin en el alambre.

b) Qu tan fuerte empuja la esfera a la pared?


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Respuesta: ) 470 ) 163


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7. El bloque A de 100kg que se

ilustra en la figura, es liberado

a partir del reposo.

Si se desprecian las masas de

las poleas y de las cuerdas,determine la rapidez del bloque

B de 20kg a los 2s.


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13.06 m/sRespuesta:


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8. Un cuerpo de masa m unido a un resorte de consta

longitud l (sin deformar) que gira con ve1ocidad ang

constante en un plano horizontal sin friccin. Se quiere c

el estiramiento ldel resorte.


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Respuesta:


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9. Usted est bajando dos cajas, una

encima de la otra, por la rampa que se

muestra en la figura, tirando de una

cuerda paralela a la superficie de la

rampa. Ambas cajas se mueven juntas arapidez constante de 15.0 cm/s. El

coeficiente de friccin cintica entre la

rampa y la caja inferior es 0.444, en tanto

que el coeficiente de friccin esttica

entre ambas cajas es de 0.800. a) Qufuerza deber ejercer para lograr esto? b)

Cules son la magnitud y la direccin de

la fuerza de friccin sobre la caja

superior?


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Respuesta:

a) 57.1 N

b) 146 N, hacia arriba de la rampa


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10. En el sistema mostrado en la figura la masa

50 , = 30 , = 30.Si el sistema se mantien

reposo indique: a) magnitud y direccin de la fuerz

friccin con el plano, b) magnitud de la tensin en la cu

( = 0.35 = 0.3)

Examen 2012-3s, 1


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Respuesta: = 294


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11. Los bloques A, B y C se colocan como en la figu

conectan con cuerdas de masa despreciable. Tanto A c

pesan 25.0 N cada uno, y el coeficiente de friccin c

entre cada bloque y la superficie es de 0.35. El blo

desciende con velocidad constante.

a) Dibuje un diagrama de cuerpo libre que muestre las fu

que actan sobre A, y otro para B.

b) Calcule la tensin en la cuerda que une los bloques A yc) Cunto pesa el bloque C?


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b)8.75 N

c) 30.8 N

Respuesta:


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12. El hombre de 150lb yace contra un colchn para e

coeficiente de friccin esttica es s= 0.5. Si el hombre

torno del eje Z con una rapidez constante v = 30ft/s, dete

ngulo mnimo del colchn en el que el hombre com

resbalarse. (g = 32ft/s2).


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13. El bloque de 8kg de la figura estsujeto a una barra vertical mediante doscuerdas. Cuando el sistema gira alrededordel eje de la barra, las cuerdas estn

tensas.a) Cuntas vueltas por minuto ha de

dar el sistema para que la tensin en lacuerda superior sea de 147 N?

b) Cul es entonces la tensin de lacuerda inferior?

10 cm


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a) 156 rpm

b) 49N

Respuesta:


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14. Un botn (m=10g) se coloca sobre una plataforma

horizontal de 0.32 m de dimetro, la cual gira a 40 rpm. El bot

desliza sobre la plataforma siempre que est a menos de 0.15 m

de rotacin.

a) Cual es el coeficiente de friccin esttico entre el bot

plataforma?

b) A que distancia del eje puede estar el botn sin resbal

plataforma gira a 60 rpm?

Examen 2010-1s


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a) = 0.269

b) = 6.7Respuesta:


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15. Un bloque pequeo de masa m que est sobre una mesa

friccin, est atado a un bloque suspendido de masa M por medi

un cordn que pasa por un orificio de la mesa. Halle la rapidez

que debe moverse el bloque pequeo en un crculo de radio r pque el bloque grande permanezca en reposo.

Examen 2012-1s, 1


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=

Respuesta:


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16. Un conductor conduce un automvil de 1200 kg en una tray

horizontal circular con radio de 200 m. Cada uno de los

neumticos perder la adherencia a la carretera si la fuerza de roza

entre un neumtico y la carretera cae por debajo de 1500 N.

a) Calcule la rapidez mxima a la que el automvil puede conmovindose en una trayectoria circular. Suponga que el radio

trayectoria es el mismo para cada neumtico.

b) Si la pista estuviera peraltada la friccin lateral puede hacrsela

mantener el automvil a la misma velocidad anterior. Calcule el ng

peralte necesario.

Examen 2014-1s, 1


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a) = 31.6

b) = 27Respuesta:

17 Un bloque de masa m1 = 2 30 kg se coloca en el frente de u


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17. Un bloque de masa m1 2.30 kg se coloca en el frente de u

de masa m2 = 5.20 kg, como se muestra en la figura. El coefic

friccin esttica ente m1 y m2 es de 0.65, y hay friccin desp

entre el bloque mayor y la mesa. a) Qu fuerzas actan sobre

Cul es la fuerza externa mnima F que se debe aplicar a m2 m1 no caiga? c) Cul es la fuerza de contacto entre m1 y m2?

es la fuerza neta que acta sobre m2 cuando se aplica la fuerz

determin en el inciso b)?


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18. El sistema que se muestra en la figura puede usarse para

aceleracin del mismo. Un observador que va sobre la platafor

el ngulo , que el cordn que sostiene la bola ligera form

vertical. No hay friccin en ningn lado. a) Cmo se relaciona

aceleracin del sistema? b) Si m1=250 kg y m2=1250 kg, cvalor de ? c) Si usted puede modificar m1 y m2, cul es e

mximo que usted puede alcanzar?


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19. En la figura el peso w es de 60.0 N. a) Calcule la ten

el cordn diagonal. b) Calcule la magnitud de las

horizontales F1 y F2 y que deben aplicarse para man

sistema en la posicin indicada.


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20. Considere los tres bloques conectados que se mues

el diagrama. Si el plano inclinado es sin friccin y el s

esta en equilibrio, determine (en funcin de m, g y )

masa M b) Las tensiones T1 y T2.


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a) M = 3 m sen

b) T2 = (3 mg) sen

T1 = (2 m*g) sen

Respuesta:

21 P ( 80 k ) l i


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21. Para una persona (m=80 kg) que cae en el aire con

brazos y piernas estiradas, como la que se muestra en

la figura, el aire produce una fuerza de friccin que

depende del valor de la velocidad v que tenga la

persona en ese momento y viene dada por = ,donde D es una constante que tiene un valor de 0.25.

a) Qu unidades tiene D?

b) Qu aceleracin tiene esta persona cuando su

velocidad es de 20 m/s?

c) Qu velocidad tiene esta persona en el momento

que adquiere una aceleracin de 6.0 m/s2?

d) Cul es la velocidad terminal (la que adquiere en el

instante en que la aceleracin es cero) de esta persona?


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a) D [kg/m] ; b) a=8.55 m/s2

;c) v=34.9m/s ; d) v=56.0m/sRespuesta:


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22. Un alambre ACB pasa a travs de un anillo en C u

una esfera que gira a una velocidad constante v en el

horizontal mostrado en la figura. Sabiendo que la tensi

misma en ambas porciones del alambre, determinar la vev.


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V=3.47 m/sRespuesta:

23 D t ti d l i t bj t d 7 1k i


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23. Durante una prctica de lanzamiento, un objeto de 7.1kg gira

velocidad constante v en un crculo horizontal tal como se muestr

grfica. Si =0,93m y =60, determinar:

a) La tensin en el cable BC.

b) La velocidad del objeto en el punto A.

kR


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x=1.598kmRespuesta:

24 Un avin tiene una masa de 25000kg y sus motores p


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24. Un avin tiene una masa de 25000kg y sus motores p

desarrollar un empuje total de 40kN durante el despegu

fuerza de arrastre D ejercida sobre el avin tiene una ma

D=2.25v2, donde V se expresa en metros por segundo

Newton, y si el avin se puede suspender en el aire

velocidad de 240km/h, determinar la longitud de pista req

para que el avin despegue.


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25. Dos cilindros macizos y homogneos de pesos 6 y 10

apoyan sin rozamiento sobre los planos inclinados de la

Calcular:

a. El ngulo que forma con la horizontal la lnea que u

centros de los dos cilindros.

b. La reaccin de los planos inclinados


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26. Un bloque pequeo de masa m se

coloca dentro de un cono invertido que

gira sobre un eje vertical, de modo que la

duracin de una revolucin del cono es T.Las paredes del cono forman un ngulo

con la vertical. El coeficiente de friccin

esttica entre el bloque y el cono es . Si

el bloque debe mantenerse a una alturaconstante hsobre el vrtice del cono, qu

valores mximo y mnimo puede tener T?


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27. Considere el sistema que se ilustra en lafigura con = 9.5 y = 11.5 . Losngulos son = 59 y = 32.

a) En ausencia de friccin, qu fuerza serequerira para jalar las masas hacia arriba de

los planos inclinados fijos con una velocidadconstante?

b) Ahora se elimina la fuerza Cul es lamagnitud y direccin de la aceleracin de los

dos bloques? c) En ausencia de cul es la tensin en la

cuerda?

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