LEYES DE NEWTON Práctica General 1. Una bolsa de 4 kg de papas se sujeta de un cordón. si la tensión de la cuerda es 39.2 N ,¿cuál es el estado de movimiento de la bolsa .? ¿Cuál deberá ser la tensión del cordón para que la bolsa acelere hacia arriba a 1.8 m/s? Resp: Velocidad constante; 46.4 N
2. ¿Cuál es la masa de una bolsa de 25 lbs de papa? (dar respuestas en unidades inglesas) Resp:0.78 slug 114 kg
3. Una mujer esta parada en una báscula que se encuentra dentro de un elevador cuando el elevador está en reposo , la báscula marca 125 lb .¿ cual será la lectura de la báscula cuando la aceleración del elevador sea a)4 ft/s hacia arriba b)4 ft/s hacia abajo Resp: a)141lb b)109 lb
4. Un hombre de 80 kg se para en una báscula dentro de un elevador. La lectura de la báscula es de 915 N. Determine la aceleración del elevador. Resp:1.64 m/s Hacia arriba.
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En la figura , m1 =3.75 kg, m2=4.25 kg y las dos masas aceleran hacia la derecha a 4.00 m/s². La superficie sobre la que están las masas no tiene fricción. Calcule T1 y T2. Resp :15N, 32N
6. En la figura, la masa M se acelera hacia arriba a 2.40 m/s² cuando la Tensión D es de 225N , ¿Cuál es la masa M? Resp:36.9kg.
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LEYES DE NEWTON Práctica General 7. Calcule las tensiones T1 y T2 .
Resp :a)45.3N, 22.6N b)936N, 936N c)69.3N, 80N d)16N, 7.86N
8. Un contrapeso de plomo de 200 gramos cuelga del techo de un automóvil sostenido por un hilo delgado. Calcular la tensión de este hilo si el automóvil es acelerado a 3.60 m/s² en un camino horizontal. Resp:2.09N
9. Suponiendo que usted se encuentra atascado en la nieve. Amarra una cuerda de 40 m de longitud a la defensa delantera del auto y el otro extremo al poste de alumbrado de la calle. La cuerda esta alineada con la dirección en que apunta el vehículo. Usted jala hacia un lado en el punto medio de la cuerda, y ejerciendo una fuerza de 360 N mueve usted 4 m este punto medio. Calcule la fuerza sobre el automóvil en la dirección en la que esta alineado, así como la tensión en la cuerda. Resp: 901N,919N.
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LEYES DE NEWTON Práctica General 10. Una escaladora de rappel baja por una pared vertical. Si se supone que su peso es de 600 N y que las fuerzas ejercidas por sus pies son perpendiculares a la cara de la pared .¿Cuál es la tensión de la cuerda? Resp:613N
11. Usted sostiene una masa de 0.60 kg en su mano a. Si su mano esta en reposo ¿qué fuerza ejerce la masa sobre su mano y cuál es la fuerza de reacción? b. Suponiendo que usted ejerce una fuerza hacia arriba de 10.0 N sobre esta masa ¿cuál es entonces la fuerza ejercida por tierra sobre la masa? ¿Es esta última fuerza igual y opuesta a la fuerza ejercida por la masa sobre la tierra? Resp: a) 5.88N b) 6.87 m/s² hacia arriba ;5.88N; si
12. Dadas M1=4.00 kg y M2 = 6.00 kg y cuando T=0 el sistema esta en reposo. Determinar la aceleración de las masas y la tensión de la cuerda.
Resp:5.88 m/s², 23.5N
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LEYES DE NEWTON Práctica General 13. El sistema es libre de moverse. La tensión de la cuerda es de 21.0 N y M2 = 5.40 kg encontrar M1 y su aceleración. Resp:3.55kg, 5.91m/s²
14. Una máquina de Atwood se usa para determinar g . La posición de la mas M1= 0.80 kg se mide usando una regla vertical de 2.00 m. Se suelta el sistema estando en reposo cuando M1 esta arriba de la escala, y se pone a trabajar el cronometro cuando M1 pasa por la marca de 1.70 m. Cuando M1 pasa por la marca de 0.20 m el cronómetro se para. Se hace el experimento varias veces y la lectura del cronometro es de 1.43 s. ¿cuál es el valor de M2? Resp: 0.705kg
15. Se empuja una masa de 2.00 kg en la parte inferior de un plano inclinado sin fricción de modo que la velocidad inicial es de 3.20 m/s. Después que se ha deslizado 1.20 m hacia arriba en el plano su velocidad instantánea hacia arriba es de 2.40 m/s. Calcule la distancia de la masa desde si punto de partida hasta que quede momentáneamente en reposo y el ángulo que hace el plano inclinado con la horizontal. Resp:2.74m;11°
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LEYES DE NEWTON Práctica General 16. Un cordón puede resistir una tensión de 70.0 N sin romperse. Si se usa este cordón para soportar una masa de 4.00 kg ¿Cuál es la máxima aceleración hacia arriba que se le puede dar a esta masa? Resp:7.7 m/s²
17. El sistema comienza desde el reposo ¿Cuál debería ser la masa de M2 para que la masa de 8 kg caiga 0.98 m exactamente en 1.00 s? Resp:5.33kg
18. Un bloque inicialmente en un plano horizontal libre de fricción se mueve por una fuerza horizontal de 25.0 N. Si durante 4.00 s el bloque viaja a 40.0 m ¿cuál es su masa? Resp:5kg
19. Una masa de 4.00 kg descansa en un plano inclinado con ángulo de 30.0° con la horizontal. El coeficiente de fricción estática entre la masa y el plano es de 0.640 y el cinético es de 0.280. Se fijan cuerdas a la masa para que se puedan jalar hacia arriba o hacia abajo del plano inclinado ¿cuál debe ser la tensión de la cuerda para que la masa comience a moverse a) hacia arriba del plano b) hacia abajo del plano? Suponga que la tensión es paralela al plano inclinado.
Resp: a) 41.3 N
b)2.10 N
20. Una masa de 4.00 kg descansa en un plano inclinado con ángulo de 30.0° con la horizontal. El coeficiente de fricción estática entre la masa y el plano es de 0.640 y el cinético es de 0.280. Se da un breve empujón hacia abajo a la masa para que se mueva con una velocidad inicial de 1.50 m/s ¿Cuanto tiempo pasara antes que recorra una distancia de 4.80 m, y en ese momento cuál será su velocidad? Resp: 1.44 s; 5.15 m/s
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LEYES DE NEWTON Práctica General 21. Una masa de 4.00 kg resbala hacia abajo por un plano inclinado que hace un ángulo de 37.0° con la horizontal. La masa parte del reposo. Después de haber resbalado a una distancia de 5.00 m, su velocidad es de 4.00 m/s. ¿Cuál es el coeficiente de fricción cinética entre la masa y el plano? Resp: 0.55
22. El coeficiente de fricción estática entre el hule y el cemento seco es de 0.84. ¿Cuál es la aceleración máxima de un vehículo con tracción en las cuatro ruedas sobre cemento Seco? Resp: 8.2 m/s²
23. El coeficiente de fricción estática entre el hule y el cemento Seco es de 0.84. ¿Cuál es la aceleración máxima de un vehículo con tracción en las cuatro ruedas que sube por una pendiente de 15°? ¿Cuál es la aceleración máxima del vehículo si viaja pendiente abajo por el mismo lugar? Resp: 5.42 m/s²; 10.5 m/s²
24. Durante la Segunda Guerra Mundial, los rusos a veces dejaban caer sus tropas sobre bancos de nieve desde aeroplanos a baja velocidad y a vuelo rasante sin emplear paracaídas. Supóngase que se deja caer un soldado desde un aeroplano que viaja horizontalmente con una velocidad de 80 km/hr una altura de 20 m sobre un banco de nieve profunda. El soldado se hunde a una profundidad de 2.40 m en la nieve antes de detenerse. ¿Cuál es la magnitud de la aceleración media del soldado mientras se detiene su movimiento en la nieve? Resp: 185 m/s² =19 g
25. Una masa M resbala hacia arriba de un plano inclinado que hace un ángulo de 30.0°, con la horizontal a una velocidad inicial de 2.20 m/s. El coeficiente de fricción entre el plano y la masa es de 0.42. ¿Qué tan lejos llegará esta masa hacia arriba del plano antes de comenzar a resbalar hacia abajo? ¿Cuál será su velocidad al pasar por su punto de partida? Resp: 0.286m, 0.873m/s
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LEYES DE NEWTON Práctica General 26. En la figura la masa de 4.00 kg inicialmente se mueve hacia arriba a una velocidad de 2.75 m/s. Después de algún tiempo, pasa por su posición inicial, moviéndose hacia abajo con una velocidad de 1.45 m/s. Calcule el coeficiente de fricción cinética entre la masa de 2.50 y el plano. ¿Cuál es la tensión en la cuerda mientras la masa de 4.00 kg se mueve hacia arriba y cuando lo hace hacia abajo? Resp: 0.717; 13.3 N; 32 N
27. La figura muestra dos masas, M1 y M2, que se conectan con una varilla delgada . Las dos masas resbalan hacia abajo de un plano inclinado que hace un ángulo de 37.0° Con la horizontal. El coeficiente de fricción entre M1 y el plano es de 1 y el correspondiente a M2 y el plano 2. Calcule la tensión en la varilla cuando a. M1 =4.00 kg, M2 = 5.00kg, 1 = 0.40, 2 = 0.60; b. M1 = 5.00 kg, M2 = 3.00kg, 1 = 0.40, 2 = 0.60; c. M1=3.00 kg, M2 =500kg, 1 =0.60, 2 =0.40;
Resp: a)3.47N b)2.94N c)-7.25N
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LEYES DE NEWTON Práctica General 28. Dos masas, cada una de 400 kg, se conectan con un cordón delgado y se jalan hacia arriba de un plano inclinado de 370, como se indica en la figura 4.45. El coeficiente de fricción entre M1 y el plano inclinado es de 0.50; el coeficiente de fricción entre M2 y el plano es cero. Determine la aceleración del sistema y la tensión en la cuerda que conecta a las dos masas si la fuerza F es de 120 N. 2 Resp: 7.15 m/s ; 67.8 N
29. Las dos masas de la figura resbalan hacia abajo del plano a velocidad constante. El coeficiente de fricción entre la masa de 5.00 kg y el plano es de 0.50. Indique el coeficiente de fricción entre la masa de 4.00 kg y el plano, y determinar la tensión en la cuerda entre las dos masas. Resp: 0.94; 9.9 N
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LEYES DE NEWTON Práctica General 30. Los bloques M1 y M2 de la figura tienen masas de 4.00 y 6.00 kg, respectivamente. Suponiendo que el coeficiente de fricción cinética entre las dos masas y entre la masa M2 y la superficie de apoyo son los mismos e iguales a 0.30, señale la tensión de la cuerda que jala al bloque M2 si éste tiene una aceleración de 3.00 m/s2, en los casos a) , b) y c) . Se sabe que en el caso a) M1 queda en reposo en relación con M2, es decir, se mueve con M2 Resp: a) 59.4 N b) 59.2 N c) 82.9 N
31. En invierno, después de una nevada, mucha gente tiene dificultades para sacar su automóvil del arroyo si la cochera está más abajo que el nivel de la calle. Si el coeficiente de fricción estática entre las llantas con uso normal y la nieve es de 0.14, ¿cuál es la máxima inclinación de la entrada para que un vehículo con tracción en las cuatro ruedas pueda salir a la calle durante el invierno? Resp: 8°
32. A un bloque de 3.20 kg se le da una velocidad inicial de 12.0 m/s hacia arriba de un plano que hace o ángulo de 30.0° con la horizontal. Después que ha viajado 6.00 m a lo largo del plano, su velocidad hacia arriba es de 2.40 m/s. lndique a) el coeficiente de fricción entre el plano y el bloque; b) la distancia máxima que alcanza el bloque desde su punto de partida y c) la velocidad del bloque cuando ha regresado a su punto (le partida. Resp: a) 0.78 b)6.26m c) el bloque no llega a resbalar hacia abajo.
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