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Fuerza y movimiento




Enviado por ivan_escalona



    1. Leyes de Newton
      I
    2. Fuerza y
      movimiento

    1.8E Hay dos fuerzas que
    actúan sobre una baja de 2.0 kg de la fig. 2 pero solo una
    es mostrada. La figura también muestra la
    aceleración de la caja. Encontrar la segunda fuerza:

    1. En connotación de unidad vectorial
      y
    2. b) En magnitud y dirección.

    2.12E ¿Cuáles son la
    masa y peso de: a) Un trineo de 1400 lb y b) de una bomba de
    calor de 421
    kg?

    3.15E Una cierta partícula
    tiene un peso de 20N en el punto donde la aceleración de
    la caída
    libre es de 9.8 m/s2.

    1. ¿Cuáles son el peso y la masa de la
      partícula donde el punto de la aceleración de la
      caída libre es de 9.4 m/se?
    2. ¿Cuáles son el pero y masa de la
      partícula sí esta es movida a un punto en el
      espacio donde la aceleración de la caída libre es
      cero?

    4.18E Un salami de 11 kg esta sujeto
    por un cordón que va del techo (fig 1ª);

    1. ¿Cuál es la lectura
      de la escala (fig 1b)
      si el salami esta sujeto por un cordón que va alrededor
      de una polea y a una escala. El lado opuesto de la escala
      está sujeto por un cordón que va a una
      pared.
    2. ¿Cuál es la lectura de
      esa escala?
    3. En la fig 1c, la pared a sido remplazada por un
      segundo salami a la izquierda y el ensamblaje esta
      estacionario. ¿Cuál es la lectura en la escala
      ahora?

    5.21E Un trineo cohete experimental
    puede ser acelerado a una cifra constante desde el reposo de 1600
    km/h en 1.8 segundos. ¿Cuál es la magnitud promedio
    de la fuerza requerida, sí el trineo tiene una masa de 500
    kg?

    Ò IPN-UPIICSA PRÁCTICA
    Nº2
    Mecánica Clásica

    LEYES
    DE NEWTON
    I

    1.23E Si un núcleo captura un
    neutrón desorbitado, éste deberá atraer al
    neutrón hasta pararlo dentro del diámetro del
    núcleo por medio de una gran fuerza. La fuera que mantiene
    al núcleo unido, es esencialmente cero fuera del
    núcleo. Suponiendo que el neutrón desviado con una
    velocidad
    inicial 1.4 x 107 m/s2 es capturado justo
    por un núcleo con un diámetro d = 1.0 x
    10-14 m. Asumiendo que la fuerza del neutrón es
    constante encontrar la magnitud de esa fuerza. La masa del
    neutrón es de 1.67 x 1027 kg.

    R: |F|= 16N

    2.27E Referirse a la fig 1 dado que la
    masa del bloque es de 8.5 kg y el ángulo =
    30º. Encontrar:

    1. La tensión en la cuerda
    2. La fuerza Normal actuando sobre el bloque
    3. Si la cuerda se corta, encontrar la magnitud de la
      aceleración del bloque

    R: a) 42N, b) 72N, c) –4.9
    m/s2

    3.32E Un electrón es proyectado
    horizontalmente a una velocidad de 1.2 x 107 m/s hacia
    un campo
    eléctrico que proporciona una fuerza vertical
    constante de 4.5 x 10-6 N sobre ella. La masa del
    electrón es de 9.11 x 10-31 kg. Determinar la
    distancia vertical que el electrón es rechazado durante el
    tiempo que se
    a movido 30 mm horizontalmente.

    R: 1.5 x 10-3 m

    4.36P Una niña de 40 kg y un
    trineo de 8.4 kg están en la superficie de un lago
    congelado separados por un cuerda de 15m. Por medio de la cuerda
    la niña proporciona una fuerza de 5.2N, jalando hacia
    ella:

    1. ¿Cuál es la aceleración del
      trineo?
    2. ¿Cuál es la aceleración de la
      niña?
    3. ¿Qué tan lejos de la posición
      inicial de la niña se encuentran asumiendo que no
      actúa ninguna fuerza de fricción?

    R: a) 0.62 m/s2 b) 0.13 m/s2,
    c) 2.6m

    5.38P Una esfera de masa 3 x
    10-4 esta suspendida de un cordón. Una brisa
    horizontal constante empuja la esfera de modo que el
    cordón forma un ángulo de 33º con la vertical
    cuando esta en reposo. Encontrar:

    1. La magnitud del empuje;
    2. La Tensión en el cordón.

    R: a) 2.2 x 10-3N, b) 3.7 x
    10-3N

    Ò IPN-UPIICSA PRÁCTICA
    Nº3
    Mecánica Clásica

    FUERZA Y
    MOVIMIENTO

    1.40P Dos bloques están en
    contacto sobre una mesa sin fricción. Una fuerza
    horizontal se le aplica a una bloque como se muestra en la fig 1.
    Si m1 = 2.3 kg, m2 1.2 kg y
    F = 3.2N,

    1. Encontrar la fuerza entre los dos
      bloques.
    2. Demuestra que si un fuerza de la misma magnitud
      F se le aplica a m2 pero en
      dirección opuesta, la fuerza entre los dos bloques es de
      2.1N, el cual, no es el mismo valor en el
      inciso (a) explica la diferencia.

    R: a) 1.1N, b) 2.1N

    2.43P Un elevador y su carga tiene una
    masa combinada de 1600 kg. Encontrar la tensión en el
    cable de soporte cuando el elevador originalmente
    moviéndose hacia abajo a 12 m/s llegue al reposo con una
    aceleración constante a una distancia de 42m.

    R: 1.8 x 104N

    3.51P Una persona de 80 kg
    esta haciendo paracaidismo y experimentando una
    aceleración hacia abajo a 12 m/s, la masa del
    paracaídas es de 5 kg.

    1. ¿Qué fuerza hacia arriba es ejercida en
      el paracaídas abierto por el aire?
    2. ¿Qué fuerza hacia abajo es ejercida por
      la persona en el paracaídas?

    R: a) 620N, b) 580N

    4.54P Imaginar una nave aterrizando
    acercándose a la superficie de Calisto, una de las lunas
    de Júpiter, si los motores proveen
    una fuerza hacia arriba de 3260N, la nave desciende a velocidad
    constante, si los motores proveen únicamente 2200N, la
    nave acelera hacia abajo a 0.39 m/s2.

    1. ¿Cuál es el peso de la nave aterrizando
      en la cercanía de la superficie de Calisto?
    2. ¿Cuál es la masa de la
      Nava?
    3. ¿Cuál es la aceleración de la
      caída libre cerca de la superficie de
      Calisto?

    R: a) 3260N, b) 2.7 x 103 kg, c) 1.2
    m/s2

    5.56P Una cadena consiste de 5
    eslabones, cada uno de masa de 0.100 kg, es elevada verticalmente
    con una aceleración constante de 2.50 m/s2 como
    se muestra en la fig 2, determinar:

    1. La fuerzas que actúan entre los eslabones
      adyacentes
    2. La fuerza F ejercida en el eslabón de
      arriba por la persona que levanta la cadena
    3. La fuerza neta que esta acelerando a cada
      eslabón

    R: a) F12 = 1.23N, F32 = 2.46N,
    F43 = 3.69N, F54 = 6.16N, b) F45
    = F54 = 6.15N, c) 0.25N.

    Ò IPN-UPIICSA PRÁCTICA
    Nº4
    Mecánica Clásica

    LEYES DE NEWTON I

    14.5 Una masa de m1
    =
    2.2 kg. se mueve en un plano inclinado sin fricción
    en un ángulo de 30º hacia arriba de la horizontal,
    como se muestra en la Fig. 1- Esta conectado por un hilo con masa
    despreciable que pasa por un polea de fricción y masa
    despreciable a otra masa m2 = 2.7 kg que cuelga
    verticalmente sin tocar nada.

    1. Dibujo del diagrama del
      Cuerpo Libre (D.C.L.) de cada una de las masas
    2. Calcula la magnitud y dirección de la
      aceleración de m1
    3. Calcule la tensión en la cuerda.

    2.4.4 Un bloque de 50 kg se encuentra
    en reposo y sostenido en una superficie que esta a 601 sobre la
    horizontal y que tiene un coeficiente de fricción
    estático de s = 0.4 y un coeficiente de
    fricción cinético k = 0.3.
    Encuentre:

    1. La magnitud y dirección de la
      aceleración cuando el bloque se suelta
    2. La Aceleración si el bloque hubiera estado ya
      moviéndose
    3. Supóngase que la Fuerza F = 100N, esta
      ahora ejercida en el bloque paralela al inclinado, dirigida
      hacia arriba, y para empujar el bloque hacia arriba por la
      superficie inclinada. ¿Cuál es la
      aceleración?

    3.4.3 Un estudiante desea determinar
    el coeficiente de fricción estático entre un bloque
    sólido y una tabla de madera. Coloca
    la tabla sobre una mesa y coloca el bloque en la tabla, y
    gradualmente va inclinado l orilla de la tabla. Cuándo la
    orilla de la tabla ha sido levantada 20 cm el bloque se desliza
    77.3 cm hacia abajo y recorre la longitud total de la tabla en
    1.6 s, Encuentre:

    1. El coeficiente de fricción
      estático
    2. Coeficiente de fricción
      cinético
    3. El ángulo para el cual la velocidad del bloque
      va a se constante
    4. Que tanta deberá de ser la presión
      sobre el bloque, perpendicular a la superficie inclinada para
      evitar que se deslice hacia abajo si este tiene un
      ángulo de 30º.

    4.4.2 Las fuerzas F1 y
    F2
    actúan de una manera simultanea en un
    partícula de masa m = 1.5 kg. F1 tiene
    una magnitud de 12 N y esta dirigida a 3º debajo de la
    horizontal, mientras que F2 es de 5N y dirigida
    45º sobre la horizontal.

    1. Encuentre la magnitud y dirección de la Fuerza
      Resultante
    2. Encuentre la magnitud y dirección de la
      aceleración resultando de la
      partícula

    Ò IPN-UPIICSA PRÁCTICA
    Nº5
    Mecánica Clásica

    LEYES DE NEWTON I

    158p . Un bloque de masa
    m1 = 3.70 kg está sobre un plano
    inclinado sin fricción de ángulo  =
    30º esta conectado por un cordón sobre una polea
    pequeña, sin fricción y sin masa a un segundo
    bloque de masa m2 = 2.30 kg colgando
    verticalmente, Cuáles son:

    1. ¿La magnitud de la aceleración de cada
      bloque?
    2. ¿La dirección de la aceleración
      de m2?
    3. ¿Cuál es la tensión del
      cordón?

    260p. Un bloque es proyectado hacia
    arriba de un plano inclinado sin fricción con velocidad
    inicial de v0. El ángulo de
    inclinación es .

    1. ¿Qué tan lejos hacia arriba del plano
      llega?
    2. ¿cuánto le toma en llegar
      ahí?
    3. ¿Cuál es si velocidad cuando regresa al
      fondo?

    Determine los valores
    numéricos para  = 32.0º y
    v0 = 3.50 m/s

    364p. Un mono de 11 kg trepa en una
    cuerda sin masa que corre sobre una rama de un árbol
    (¡sin fricción!) y unida a un paquete de 15 kg sobre
    el piso. (a) ¿Cuál es la magnitud
    mínima de la aceleración con la que el mono
    deberá trepar sí a de levantar el paquete del piso?
    Si, después de que el paquete se haya elevado, el mono
    deja de trepar y se sostiene de la cuerda, ¿Cuál
    será ahora (b) la aceleración del mono y
    (c) la tensión en la cuerda?

    468p Un bloque de 5 kg es jalado a lo
    largo de un piso horizontal sin fricción por un
    cordón que ejerce una fuerza F = 12.0 N con una
    ángulo de 25º sobre la horizontal.

    1. ¿Cuál es la aceleración del
      bloque?
    2. La fuerza F se incrementa lentamente,
      ¿cuál es su valor justo antes de que el bloque
      sea levantado (completamente del piso)?
    3. ¿Cuál es la aceleración del
      bloque justo antes de que sea levantado (completamente) del
      piso?

    570p. Un Globo de aire caliente de
    masa total M está descendiendo verticalmente con
    una aceleración a hacia abajo.
    ¿Cuánto masa se a de arrojar para dar al globo una
    aceleración a hacia arriba (de la misma magnitud
    pero de dirección opuesta)? Asumiendo que la fuerza hacia
    arriba del aire (el que empuja) no cambie por causa de la masa
    (del lastre) que se a perdido.

      

     

    Iván Escalona

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