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Universidad Nacional de Misiones

BLOQUE ALEYES DE NEWTON

FISICA 12010

UNIDAD Nº4 SEMANA 7 y 8

Preguntas teóricas Semana 7: Dadas tres o mas fuerzas de diferentes módulos, dirección y sentido aplicadas a un mismo cuerpo.

1) ¿Como se puede determinar si el sistema se encuentra en equilibrio?2) Si un cuerpo se mueve con movimiento rectilíneo y uniforme se puede decir que este se encuentra en equilibrio.

Preguntas teóricas: Semana 8: 1) Defina la magnitud “peso de un cuerpo”.2) Que ocurrirá si Ud empuja por separado y con todas sus fuerzas primero una bicicleta y luego un automóvil. Justifique su respuesta.

Ejercicio Nº1: Dada la fuerza cuyo módulo es 100N y forma un ángulo de 30º respecto a la horizontal calcular sus componentes respecto a un sistema cartesiano ortogonal. (x, y). Ejercicio Nº2: Los extremos de una cuerda están fijos en un techo horizontal. Se cuelga de esta cuerda un peso de 100 kgf de manera que los dos segmentos de cuerda forman ángulos de 35º y 55º con la horizontal. Calcular la tensión en cada uno de las cuerdas.

Ejercicio Nº3: Tres cuerpos están unidos mediante sogas de masa despreciable anudados en el punto O. Dos de ellos están soportados por pequeñas poleas A y B donde cuelgan pesos w1, w2 y w3 del nudo. Si el sistema esta en equilibrio calcular:a) Los pesos w1 y w2 sabiendo que w3 = 20 kgf, θ 1 = 53º y θ 2

= 37º b) Hallar los pesos w1 y w3, si w2 = 20kgf y θ 2 = 0º y θ 1 = 53º,c) Hallar el ángulo θ 2 y el peso w2, si w1 = 20 kgf, w3 = 20 kgf

y θ 1 = 30º

Ejercicio Nº4: Un cuerpo de 200N se encuentra sobre un plano inclinado un ángulo de 30º manteniéndose estático mediante una cuerda sin masa que lo sostiene.

a) Determinar las componentes del peso en las direcciones normal y paralela al plano inclinado.b) Hallar la tensión de la soga que sostiene al cuerpo.

Ejercicio Nº5: Dos bloques de peso w = 10kgf están sostenidos mediante una cuerda sin peso en una pendiente sin rozamiento según se muestra. En función de w y ángulo α de 30º calcular las tensiones en: a) La cuerda que conecta los dos bloques b) La cuerda que conecta el bloque superior con la pared

Ejercicio Nº6: El bloque B de la figura pesa 300kgf mientras que el bloque suspendido pesa 75kgf. Sabiendo que el sistema está en equilibrio calcular:a) Las tensiones en cada una de las tres cuerdas de masa

despreciable.b) El coeficiente estático de rozamiento necesario entre la

superficie horizontal y el bloque B para mantenerlo estático.

100 kgf

w3

A

B

θ2

θ1

w1

w2

O

45º

A

B

Ejercicio Nº7: Un bloque de acero de 4,5N esta en reposo sobre una mesa horizontal, el coeficiente de rozamiento estático entre la mesa y el bloque es de 0,5. a) ¿Cuál es la magnitud máxima de la fuerza que obrando hacia arriba con un ángulo de 60º respecto a la

horizontal mantenga el equilibrio estático? b) Idem punto anterior pero con la fuerza horizontal.c) Idem a) pero la fuerza obra hacia abajo con un ángulo de 60º con la horizontal.

Ejercicio Nº8: En la figura se requiere una fuerza de 320 kgf para mantener un cuerpo de 64kgf apoyado sobre una superficie vertical. Encontrar el coeficiente de rozamiento entre la superficie y el cuerpo.

Ejercicio Nº9: Un bloque de masa 3 kg es empujado hacia arriba contra una pared vertical por una fuerza F que forma un ángulo de 50 º respecto a la horizontal. El coeficiente de fricción estático entre el bloque y la pared es 0,250. Determine los posibles valores para la magnitud de F que permita que el bloque permanezca estacionario.

Ejercicio Nº10: Cuantos litros de agua serán necesarios cargar en el balde suspendido para que el sistema de la figura comience a moverse. Plantear analíticamente considerando todos los datos que estime necesarios.

Ejercicio Nº11: Una persona en un aeropuerto remolca su maleta de 20kg y rapidez constante. Para ello realiza una fuerza de 35N formando un ánguloθ sobre la horizontal. Si la fuerza de fricción sobre la maleta es de 20N. Se pide:a) El diagrama de cuerpo libre de la maleta. b) El ángulo que forma la correa con la horizontal.c) La fuerza normal que ejerce el suelo sobre la maleta.

Ejercicio Nº12: Un caja fuerte cuya masa es de 260 kg se debe bajar con una velocidad constante sobre guías de 4m de largo desde un camión de 2m de altura. Si el coeficiente de rozamiento dinámico es 0,3, determine que fuerza paralela a la guía y en que sentido es necesario aplicarla para bajarla.

Ejercicio Nº13: Dos bloques A y B se conectan con cuerdas de peso despreciable al bloque C según se muestra en la figura.A y B tienen igual peso de 30N. El coeficiente de rozamiento dinámico es 0,4. El bloque C baja con velocidad constante. a) Dibujar los diagramas de cuerpo libre de cada

cuerpo.b) Calcular la tensión en la cuerda que conecta A con B c) ¿Cuánto pesa C?

Ejercicio Nº14: Un montacargas de 2.000 Kgf de peso está sujeto por un cable que soporta una fuerza máxima de 2.590 Kgf.a) ¿Se romperá el cable si el montacargas sube a 3 m/s2 de aceleración?b) ¿Cual es la aceleración máxima con que debe subir para que no se rompa el cable que lo sujeta?c) ¿Cuál es la tensión del cable si el montacargas desciende a 3 m/s2?

Ejercicio Nº15: Determine la tensión de la cuerda sin masa que une los dos cuerpos de 100Kg cada uno de acuerdo al sistema de la figura, sabiendo que el coeficiente de rozamiento estático y dinámico es de 0,2 y 0,10 respectivamente y no existe rozamiento en la polea fija indicada. Calcular la tensión de la cuerda si se duplica solo el peso del cuerpo arrastrado.

F

F

37º

A

B

C

Ejercicio Nº16: Dos bloques de masa 3,50 kg y 8,00 kg respectivamente se encuentran conectados por una cuerda sin masa que pasa sobre una polea sin masa. Ambos cuerpos están apoyados sobre planos inclinados con un ángulo de 35º respecto a la horizontal. Tanto los planos como la polea no tienen fricción. Determine:a) El diagrama de cuerpo libre de cada bloque.b) La magnitud de la aceleración de cada bloque.c) La tensión de la cuerda.

Ejercicio Nº17: Del sistema mostrado en la figura, donde los bloques A y B exactamente iguales pesan 20Kgf cada uno y el bloque C pesa 30Kgf, considerando rozamiento nulo:a) Encontrar la aceleración de cada bloque y las tensiones de

las cuerdas que los unen.b) Idem anterior pero se duplica el peso del bloque B.

Ejercicio Nº18: Sabiendo que para ascender un bloque de 50 kgf de peso con velocidad uniforme por un plano inclinado que forma un ángulo de 30º con la horizontal es necesario aplicar una fuerza paralela al plano de 40 kgf, calcular el coeficiente de rozamiento cinético.

Ejercicio Nº19: Un bloque de peso 100kgf se mueve a lo largo de una superficie horizontal rugosa por la acción de una fuerza de 50kgf que forma un ángulo de 30º con la horizontal. Sabiendo que el coeficiente de rozamiento cinético es igual a 0,2, calcular el espacio recorrido y su velocidad final a los 10s de iniciarse el movimiento partiendo del reposo.

Ejercicio Nº20: Que fuerza es necesaria aplicar sobre un cuerpo de 20UTM para mantenerlo en movimiento uniformemente acelerado hacia arriba de un plano inclinado de 30° con una aceleración de 3m/s2, si el coeficiente de rozamiento dinámico es 0,1, si : a) la F es paralela al plano.b) la F es horizontal.c) Que fuerza se deberá realizar en forma paralela al plano para que el cuerpo descienda con

una aceleración de 3m/s2.

Ejercicio Nº21: Dos bloques conectados por una cuerda de masa despreciable son tirados por una fuerza horizontal F. Suponga que F de 68N, mA = 12kg, mB = 18kg y el coeficiente de fricción cinético entre cada bloque y la superficie es 0,1.a) Trace un diagrama de cuerpo libre para cada bloque.b) Determine la tensión T y la magnitud de la aceleración del sistema.

Ejercicio Nº22: En el sistema representado en la figura la masa M1 = 200kg y M2 = 500kg. Despreciando los rozamientos en el plano y en las poleas de masas despreciables calcular:a) la aceleración de los bloquesb) la tensión de las cuerdas.c) Si existiera rozamiento entre el bloque M1 y la mesa, determinar el

coeficiente de rozamiento dinámico necesario para que el sistema no tenga aceleración.

Ejercicio Nº23: Las masas M1 = 510g y M2 = 500g suspendidas de los extremos de una cuerda sin peso que pasan por una polea según se indica se sueltan de la posición indicada.Calcular:a) La aceleración del sistema.b) El espacio recorrido por una de las masas en los dos primeros segundos.c) La velocidad que tendrá cuando descienda un metro la masa mayor.

A B

C

A B F

M1

M2

M1

M2