TALLER LEYES DE NEWTON
1. En la gráfica, el ángulo y el ángulo . Si la masa suspendida es de 10Kg. a. Realice los diagramas de cuerpo libre. b. Plantee las ecuaciones de equilibrio del sistema. c. Encuentre las tensiones T1 y T2.
2. En una construcción, se tiene un sistema en equilibrio como el que se muestra en la figura. El
valor de la masa del bloque suspendido es 85 kg. Los ángulos indicados son 1 = 150 y 2 = 350.
2
1
a. Realice los diagramas de cuerpo libre. b. Plantee las ecuaciones de equilibrio del sistema. c. Encuentre las tensiones en las cuerdas. 3. En la figura se muestra una caja de 10,0 kg suspendida mediante cuerdas ligeras.
a. Dibuje el diagrama de cuerpo libre para cada uno de los nodos y para la caja suspendida. b. Calcule la tensión en el hilo diagonal. c. Calcule la magnitud de las fuerzas horizontales F1 y F2 que deben aplicarse para mantener el sistema en la posición indicada. 4. Como se muestra en la gráfica, tres esferas de 5Kg cada una, se suspenden de tres cuerdas de forma consecutiva.
a. b. c.
Dibuje los diagramas de cuerpo libre. Plantee las ecuaciones de equilibrio del sistema. Encuentre las tensiones T1, T2 y T3 en las cuerdas.
5. En la gráfica dada, el ángulo θ = 38º y la masa del cuerpo de 15 Kg. a. Dibuje los diagramas de cuerpo libre. b. Plantee las ecuaciones de equilibrio del sistema. c. Encuentre las tensiones T1 y T2 en las cuerdas.
6.Un niño hala su trineo desde el reposo, con una fuerza constante de 18,0 × 106 dinas, que forma un ángulo de 20° con la horizontal sobre un una superficie congelada. El trineo tiene una masa de 80 kg. Si el trineo recorre Δx = 5m, cuál será la velocidad final? a. 3.3 m/s c. 6.7 m/s b. 4.6 m/s d. 8.3 m/s 7. El sistema que se muestra a continuación se mantiene en equilibrio, cuando θ = 30° y M = 10 kg
La masa “m” del cuerpo suspendido es: a. b. c. d.
20.0 kg 30.0 kg 3.3 kg 5.0 kg
8.
Un bloque de masa (m), se mueve con velocidad constante debido a la acción de una fuerza (F), como se muestra en la figura, la superficie presenta fricción. Determine el coeficiente de fricción cinético
a. F cos
c. F cos
mg
mg Fsen
b. F tan
d. F
mg
mg sen
9. Según la figura y teniendo en cuenta que la viga tiene masa despreciable, ¿cuál es la tensión (T) en la cuerda y la reacción vertical?
a. T = 32 N y Ry = 196 N b. T = 98 N y Ry = 196 N
c. T = 98 N y Ry = 180 N d. T = 0 N y Ry = 172 N
10. La tensión del hilo diagonal es 60.0 N. Calcule la magnitud de las fuerzas horizontales F1 y F 2 que deben aplicarse para mantener el sistema en la posición indicada y cuánto ésa el bloque.
a. b. c. d.
F1 = 60.0 N, F2 = 60.0 N, W = 60.0 N F1 = 42.4 N, F2 = 42.4 N, W = 42.4 N F1 = 30.0 N, F2 = 30.0 N, W = 30.0 N F1 = 60.0 N, F2 = 60.0 N, W = 30.0 N
11. Un obrero desea subir a un camión una caja de masa m, para ello utiliza una rampa. Esta presenta fricción, la rampa esta inclinada con ángulo θ, el obrero aplica una fuerza F sobre la caja. Teniendo en cuenta que la caja se mueve con velocidad constante v, determine la fuerza que el obrero debe realizar para subir la caja. a. F mg tan b. F tan (mg sen ) c. F mg ( cos sen ) d. F mg (cos sen ) 12. Dos masas, m1 y m2 se aceleran uniformemente sobre una superficie sin fricción como se muestra en la figura. La relación de las tensiones T1/T2 está dada por
a) m1/m2
b) m2/m1
c) (m1+m2)/m2 d) m1/(m1 + m2)
e) (m1 - m2)/m2
13. Un bloque de 3 Kg. Parte del reposo en la parte superior de un plano inclinado 30º y se desliza por el plano una distancia de 2 m hacia abajo, tardando 1,5 s. Hallar a) la aceleración b) el coeficiente de rozamiento cinético c) la fuerza de rozamiento y d) la rapidez después de deslizarse los 2 m? 14. Un auto de 1000 Kg de masa viaja a una velocidad de 100 Km/h y aplica los frenos hasta detenerse. El coeficiente de rozamiento cinético entre las llantas y el piso es de 0.60. La desaceleración del auto, en m/s2, es: a) 9.8
b) -5.88
c) -9.8
d) 4.72
15. Tres fuerzas dadas por F1 = -2i + 2j, F2 = 5i – 3j, y F3 = -45i en N, actúan sobre un objeto para producir una aceleración de magnitud 3.75 m/s2. A) La masa del objeto, en Kg, es de: a) 11.20
b) 42.01
c) 3.75
d) 13.60
B) Sobre el objeto actúa una fuerza neta de magnitud: a) 11.20N
b) 42.01N
c) 37.5N
d) 20.3N
16. El sistema mostrado en la figura se encuentra en equilibrio. Las cuerdas son inextensibles y se desprecian sus masas. A
T2 B
B=45°
T0 T1
A=70°
m
Halle las tensiones To, T1, y T2. 17. Dos bloques de masas m1= 9Kg y m2 = 4Kg están unidos por una cuerda que pasa por una polea sin fricción. El coeficiente de fricción entre el bloque y el plano es de 0.3. La inclinación del plano es θ=30º .
a. b. c. d.
Trace el diagrama de cuerpo libre de cada bloque objeto. Plantee las ecuaciones de equilibrio para cada diagrama de cuerpo libre. Determine la aceleración del sistema Determine la tensión de la cuerda.
18. Dos bloques de masas 4Kg y 9Kg están unidos por una cuerda que pasa por una polea sin fricción. El coeficiente de fricción entre los bloques y el plano es de 0.2. La inclinación de los planos es 30
a. b. c. d.
Trace el diagrama de cuerpo libre de cada objeto. Plantee las ecuaciones de equilibrio para cada diagrama de cuerpo libre. Determine la aceleración del sistema Determine la tensión de la cuerda.
19. Un bloque de masa 10 kg se mantiene estático sobre un plano rugoso. El plano tiene una inclinación de 30º y una altura de 1 m, como muestra la figura No 3. Encuentre el coeficiente de rozamiento y la fuerza de fricción.
Figura No 3 20. Tres fuerzas dadas por F1=-2i + 2j, F 2=5i – 3j, y F3=-45i en N, actúan sobre un objeto para producir una aceleración de magnitud 3.75 m/s2. A) La masa del objeto, en Kg, es de: a. 11.20
b. 42.01
c. 3.75
d. 13.60
c. 37.5N
d. 20.3N
B) Sobre el objeto actúa una fuerza neta de magnitud: a. 11.20N
b. 42.01N
21. La figura No 1 muestra un sistema de poleas conectadas entre si. La rueda B, se mueve con una rapidez constante de 50 m/s. Determine:
RA= 4m RB= 1 m RC= 1.5 m Figura No 1
a. b.
La rapidez angular de la polea A, B y C. La rapidez tangencial de la polea A y C.
22. El sistema que se muestra en la gráfica 2 permanece en equilibrio, cuando el coeficiente de fricción estático entre el bloque de 100 N y la superficie que lo sustenta es de 0,2. Calcular: a. El valor de las tensiones T1 y T2. b. El máximo valor del peso W que puede suspenderse para que el sistema permanezca en equilibrio.
T2 T1
60
100 N
W