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8/17/2019 EJERCICIOS FISICA.pdf

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Serie de Estática

EQUILIBRIO(Los ángulos en las soluciones, se miden respecto a la

horizontal en el sentido señalado por las flechas)

1. ¿Es el movimiento de la Tierra (consi-

derando únicamente la rotación y la traslación) una

manifestación del equilibrio del sistema de fuerzas

externas que actúa sobre ella?(Sol . No)

2. Si en un problema de equilibrio, el número deincógnitas es mayor que el de ecuaciones in-

dependientes de equilibrio, ¿tendrá alguna solución

determinada el problema?(Sol . No)

3. Dos cuerpos A y B pesan, respectivamente 83

y 62 kg, equilibran a otros dos, C y D, como se

muestra en la figura. Sabiendo que C pesa 120 kg yque los cuerpos están unidos mediante una cuerda

de peso despreciable que pasa por los centros degravedad de todos ellos, calcule el peso de D y la

tensión en cada tramo de la cuerda.

(Sol . PD = 25 kg; TAB = 62 kg;TBC = 145 kg; TCD = 25 kg)

4. Tres cilindros iguales de 2 ft de diámetro y de70 lb de peso, están colocados como se indica en la

figura. Considerando lisas todas las superficies y

que no existe ninguna fuerza de contacto entre loscilindros B y C, se pregunta cuál es la tensión en lacuerda que une B con C y las reacciones de los

planos sobre el cilindro A.

(Sol . T = 40.4 lb; R 1 = 121.2 lb 60°;

R 2 = 121.2 lb 60°)

5. Dos esferas A y B, cuyos radios y pesosrespectivos son 1 m y 200 kg, y 2 m y 500 kg,

están colgadas de un techo mediante cuerdas

iguales de 3 m como se ve en la figura. ¿Cuántomide el ángulo α? ¿Cuál es la tensión en cada una

de las cuerdas?

(Sol . α = 61.8°; TA = 176.5 kg; TB = 553 kg)

A

CB

30°30°

α

B

A

A

B

C

D


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B

A α

45°

60°

6. La fuerza horizontal P de la figura es de 100lb y empuja a A para mantener en equilibrio a los

dos cuerpos. Si A pesa 50 lb y todas las superficies

en contacto son lisas, ¿cuánto pesa B?(Sol . 45 lb)

7. Mediante una polea A se suben cargas sobreun plano inclinado, como se muestra en la figura.

Suponiendo que el plano es liso, determine la

tensión T del cable AB y la compresión Q de la barra AC cuando una caja de 1 ton está subiendo

con velocidad constante.

(Sol . T = 1.366 ton; Q = 1.866 ton)

8. Determinar la tensión T del cable AB y la

compresión C de la barra AC del mecanismo de la

figura, sin considerar sus pesos propios.(Sol . T = 16 lb; C = 6.34 lb)

9. ¿Cuál es la fuerza única que puede equilibrar

a las cuatro que se muestran en el tablero?(Sol . 23.3 kg; 87.3°)

10. Si las magnitudes de las fuerzas que tres delos resortes ejercen sobre A son de 25 kg cada una,

¿cuál debe ser el ángulo α y cuál la magnitud de la

fuerza ejercida por el resorte atado a B para que semantenga el equilibrio?

(Sol . α = 120°; 48.3 kg (ó α = 330°; 0 kg))

20 kg

28 kg

32 kg

25 kg

P

B

A

135°

30°

10 # 20 #

A

B

C

45° 30°

20 # 10 #

60°

1 ton

B

C

A

30°


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11. Si la lámpara de la figura pesa 27 lb,

¿cuáles son las reacciones en las articulaciones A y

B?(Sol . R A = 36 lb ; R B = 45 lb 36.9°)

12. Calcular las reacciones en los apoyos A yB de la estructura, cuando se encuentra bajo

condiciones de carga que se indica. El peso de las

barras es despreciable.(Sol . R A = 10 ton 30°; R B = 10 ton 30°)

13. Una barra homogénea que pesa 150 lb está

articulada en A y atada a una cuerda en B, como semuestra en la figura. Calcular las magnitudes de las

reacciones en A y C.

(Sol . R A = 120 lb; R C = 90 lb)

14.

Calcular la reacción en la articulación A y

el peso P del cuerpo que mantiene a la barra de lafigura en equilibrio, sin considerar su peso propio.

(Sol . R A = 20.8 lb; 22.7°; P=33.6 lb)

15.

Si la viga de la figura y la pared en que serecarga son lisas, calcular la reacción en la ar-

ticulación y en la pared, despreciando el peso de laviga.

(Sol . R B = 187.5 kg ←; R A = 312 kg 53.0°)

30° 30°10 ton

BA

50 ´´

14 ´´

48 ́ ´

A

B

C

3

4

32 #

P

6´

6.5´

6.5´

A

2 m

2 m

6 m

250 kgA

B

B

A

8´´

6´´


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16. Calcular las reacciones en los apoyos A yB de la viga, de peso despreciable, que soporta las

cuatro fuerzas mostradas.

(Sol . R A = 2100 lb ; R B = 1500 lb )

17.

Si el peso de la viga de la figura es de 200kg, el de la caja 75 kg y la tensión que debe

soportar la cuerda A es de 100 kg, ¿cuál debe ser la

tensión de la cuerda B y a qué distancia x de Adebe colocarse para que el conjunto se mantenga

en equilibrio?

(Sol . TA = 175 kg; x = 17.85 m )

18. Calcular las reacciones de los apoyos A, B,

C, y D de las vigas de peso despreciable que semuestran en la figura.

(Sol . R A = 39.2 lb ; R B = 111 lb ;

R C = 105.7 lb ; R D = 120.8 lb )

19. Calcule la magnitud F de la fuerza y la

distancia x a la que se encuentra de A, si la viga

mostrada tiene peso despreciable y se encuentra en

equilibrio.(Sol . F = 23 kg; x = 6 m)

20. Si el peso de la viga homogénea AB de la

figura es de 21 kg, ¿cuál es la reacción en laarticulación A, y cuál la tensión T de la cuerda que

la sujeta en B?

(Sol . R A = 10.5 kg ; T = 10.5 kg)

21. Sabiendo que la viga articulada en A pesa

235 lb y la articulada en B, 100 lb, ¿cuáles son lasreacciones en dichas articulaciones?

(Sol . R A = 37.4 lb ; R B = 298 lb )

22. El peso de la viga AB de la figura esdespreciable y el de la caja es de 105 lb. ¿Cuáles

son las reacciones en los apoyos?

(Sol . R A = 60 lb ; R B = 45 lb )

B

1´

A

2´ 2´ 2´2´

550 # 1500 # 1200 # 350 #

x

75 kg

15 m 5 m

A B

2´ 5´ 3´

3´ 3´ 4´

125 # 35 # 32 lb/ft

A

B

D

C

130 kg 150 kg3 m 3 m 5 m 2 m

38 kg 87 kg 132 kg F

x

A B

30°

3 m

A

B

A

12´

6´ 3´ 5´ 2´

B

3 m 4 m

BA 105 #lisa


5/5

60°

100 lb/ft

BA

100 lbft

200 lb/ft500#

3’ 2’ 4’ 4’ 2’ 5’

CA

23. Sin considerar los pesos propios de la ar-

madura mostrada y de la polea, calcule las reac-ciones en los apoyos A y B.

(Sol . R A = 10 ton ; RB = 20 ton )

24. Si el peso del cuerpo P es de 800 lb, como

se muestra en la figura, ¿cuál es la reacción en elapoyo A, y cuáles las tensiones TA de la cuerda

atada en A, y TB de la que está sujeta en B? El peso

de las barras es despreciable.(Sol . TA = 533 lb; TB = 1333 lb;

R A = 1555 lb; 31.0°)

25. Calcular las reacciones en los apoyos de la

viga sujeta a las condiciones de carga mostradas,

despreciando el peso propio de la viga.(Sol . R A = 517 lb, 61.1°; RB = 1281 lb )

26. Calcule las reacciones de los apoyos A y Bde la armadura de la figura. Desprecie el peso de la

armadura.

(Sol . R A = 9.10 ton, 73.8°; R B = 11.36 ton )

27. Despreciando los pesos propios de los

miembros de la armazón mostrada en la figura,calcular las reacciones en los apoyos A y B.

(Sol . R A = 522 kg, 16.7°; RB = 1150 kg )

28. Calcule las reacciones en los apoyos A y B

y todas las fuerzas externas a que está sujeta la barra AECF de la armazón que se ilustra en la

figura. Los pesos propios de las barras y de las poleas son despreciables.

(Sol. R A

= 792 kg ↙ 2.26º; R B

= 890 kg ↗27.2º;

RC = 1112 kg ↗ 44.6º; R

E = 530 kg ↘ 45º;

R F

= 530 kg ↙ 45º)

1 m

1 m

1 m

1 m

1 m

1 m 1 m 1 m 1m

A

B

5 ton

800 #

P

60 ´´ 40 ´´

45°

A

B

2 ton3 ton

4.5 ton

5 ton

30°3´3´ 3´3´

4´

4

3

A

B

0.5 m 2.5 m 1.5 m

1.5 m

1 m

0.5 m

3 m1 m

1.5 m

A

B

CDE

F

500 kg 800 kglisa

375 kg

1.2 m 1 m 1.2 m

0.9 m

0.9 m

0.2 m 0.2 m

A

B

C

D

E F

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