MÁS_PROBLEMAS_DE_ROZAMIENTO

Física para todos

Carlos Jiménez Huaranga

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MÁS PROBLEMAS DE ROZAMIENTO 01. Un bloque de peso “P” se desliza libremente por un plano inclinado, con velocidad constante. El ángulo de inclinación del plano respecto a la horizontal es “θ”; con respecto a este hecho indica la alternativa correcta: A) La fuerza de reacción del plano sobre el plano es igual al peso del bloque. B) La fuerza de reacción del plano sobre el bloque es igual a: P cosθ C) La fuerza de rozamiento entre el bloque y el plano es perpendicular al plano. D) La fuerza de reacción del plano sobre el bloque es perpendicular al plano inclinado. E) No existe rozamiento entre el bloque y el plano. 02. Un bloque de peso “P” descansa sobre un piso horizontal. La máxima fuerza horizontal que se puede aplicar al bloque sin que este se mueva es “F”. Indica la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: El coeficiente de rozamiento cinético • entre el piso y el bloque es menor que: F/P. Si el valor de la fuerza “F” se reduce a la • mitad, la fuerza de rozamiento estática no varía. Si el valor de la fuerza “F” aumenta, la • magnitud de la fuerza de rozamiento entre el bloque y el piso disminuye. El coeficiente de rozamiento estático es • igual a: F/P A) VVFV B) VFFV C) VFFF D) VFVV E) VVVV 03. Un libro de peso “W” es presionado contra una pared vertical con una fuerza perpendicular a la pared igual a “F” de manera que el libro está a punto de resbalar. Indicar la alternativa incorrecta: A) La fuerza normal es igual a “F” B) La máxima fuerza de rozamiento estático es igual a ”W” C) Si la magnitud de la fuerza “F” aumenta, el valor de fuerza de rozamiento, también aumenta. D) El coeficiente de rozamiento cinético entre la pared y el libro es menor que: W/F. E) Si el valor de la fuerza “F” disminuye, el libro resbala. 04. De las siguientes afirmaciones, ¿cuántas de ellas son correctas?

** La fuerza normal siempre es perpendicular al movimiento. ** La fuerza de fricción siempre se opone al movimiento de los cuerpos. ** La tangente del ángulo que forman la reacción y la normal, es igual al valor del coeficiente de rozamiento. ** La magnitud de la fuerza de rozamiento depende del área de las superficies en contacto. A) 0 D) 3

B) 1 E) 4

C) 2

05. Un ladrillo es lanzado por un piso horizontal rugoso con cierta velocidad inicial; indicar la alternativa incorrecta: A) Su velocidad disminuye hasta detenerse por causa de la fricción. B) La magnitud de su aceleración es necesariamente menor que la magnitud de la aceleración de la gravedad. C) El ángulo que forma la fuerza de reacción del piso sobre el ladrillo y la velocidad es mayor que 90º. D) El sentido de su aceleración es opuesto al movimiento. E) La fuerza resultante sobre el ladrillo es diferente de cero. 06. Sobre un piso horizontal se encuentra una caja de 60 N de peso. Se le aplica una fuerza horizontal de 30 N. Si los coeficientes de rozamiento entre el piso y la caja son 0,3 y 0,4, calcular la fuerza de rozamiento entre la caja y el piso. Considere: g = 10 m/s 2. A) 18 N B) 20 N C) 24 N D) 28 N E) 30 N 07. Un bloque de masa “m” es lanzado por un piso horizontal áspero con cierta velocidad “vo” inicial y debido a la fricción se detiene en 8 s. Si la masa del bloque fuera el doble y la velocidad inicial fuera “0,5v o” el tiempo que tardaría en detenerse es: A) 2 s B) 4 s C) 8 s D) 16 s E) 32 s 08. Un bloque se encuentra sobre una plataforma circular que gira uniformemente alrededor de su eje y a una distancia “R” de dicho eje. Con respecto a la fuerza de rozamiento podemos afirmar que:

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A) Actúa en la dirección del radio y hacia fuera. B) Actúa en la dirección del radio y hacia el centro. C) Actúa tangencialmente y en la dirección del giro. D) Actúa tangencialmente y en dirección contraria al giro. E) Es la fuerza de rozamiento cinético. 09. En el sistema mostrado se conoce que los coeficientes de rozamiento entre el bloque de masa “3m” y el plano horizontal son: s =1/2 y k = 1/3, determine la fuerza de fricción entre este bloque y el piso, si se deja en libertad como muestra la figura. m = 10 kg; g = 10 m/s 2 3m

12. ¿Qué fuerza mínima "F" hay que aplicar a m=2 kg para que se mueva uniformemente hacia arriba? ( = 0,25) 

F

m 37°

A) 320/13 N D) 120 N

B) 160/13 N E) 320 N

C) 80 N

13. Una hoja fina de papel se oprime hacia la mesa mediante una barra homogénea de masa m=0,6 kg, cuyo extremo superior se sujeta de modo articulado. El ángulo entre la barra y la hoja

2m



A) 10 N D) 25 N

B) 15 N E) 30 N

F

C) 20 N

10. Calcular el ángulo " " para que se cumpla que A desciende a velocidad constante, el peso de A y B son los mismos. El coeficiente de rozamiento en todas las superficies es 0,25

A) 0,72 N B) 0,49 N D) 0,98 N E) 1,47 N

C) 1,96 N

14. ¿Cuál es el máximo peso que puede tener A, sin hacer que el cilindro B gire? El coeficiente de rozamiento estático del cilindro y el plano horizontal es 0,25 y la superficie vertical es lisa. El peso del cilindro es de 600 N

B A

2r r



A) 37° D) 15°

B) 60° E) 45°

C) 30°

11. Un bloque de 4 kg descansa sobre otro de 6 kg el valor de los coeficientes de rozamiento entre los bloques es de 0,3 y 0,4. Hallar la fuerza F mínima que debe aplicarse sobre M para que el bloque de arriba empiece a deslizar sobre el primero.  m M

A) 40 N D) 30 N

B) 50 N E) 20 N

F

C) 60 N

A

A) 300 N D) 250 N

B) 600 N E) 650 N

C) 230 N

15. ¿Con qué velocidad máxima puede marchar por un plano horizontal un auto describiendo un arco de 90 m de radio, si el coeficiente de rozamiento entre las llantas y el piso es 0,5? A) 12 m/s B) 30 m/s C) 15 m/s D) 18 m/s E) 21 m/s 16. Determine la velocidad máxima permitida en una curva en una carretera de radio R=210 m, peraltada con un ángulo tal que Tgθ = 7/24. La velocidad máxima permitida en una curva


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peraltada en un camino es la velocidad con la que un vehículo debe transitar para que no exista fuerza de rozamiento lateral en sus neumáticos A) 18 m/s B) 17,5 m/s C) 22,5 m/s D) 24,5 m/s E) 20 m/s 17. ¿Cuál tiene que ser la magnitud de la fuerza horizontal P para que los cuerpos empiecen a deslizar. El coeficiente de rozamiento estático para ambos pares de superficies es 0,2. Los cuerpos A y B pesan 750 N cada uno y la fuerza ejercida sobre A y B por el resorte S es de 1 kN

P

A) 100 N D) 400 N

B) 126 N E) 800 N

C) 300 N

18 Aplicando la fuerza "F" sobre un cubo homogéneo éste está a punto de deslizar y voltear. Hallar  

A) 0,1 D) 0,7

37°

B) 0,3 E) 0,9

F

C) 0,5

19. Se tiene dos masas m1=1kg y m2=2kg uno sobre el otro. Si los coeficientes de fricción entre ambos bloques son 0,4 y 0,8 y los coeficientes entre la masa m2 y la superficie horizontal son 0,1 y 0,2. Hallar la fuerza F horizontal máxima (en Newtons) que se puede aplicar sin que m2 deslice sobre la superficie horizontal. m1

F

m2

A) 2 D) 8


3

B) 4 E) 10

C) 6

21. Un bloque de 100 N descansa sobre una superficie horizontal de 0,1 y 0,2. Al mencionado bloque le aplicamos una fuerza horizontal F(t) = t 2 + t. ¿Al cabo de qué tiempo empezará el movimiento? (F se expresa en newton y t en segundos) A) 2 s B) 3 s C) 4 s D) 5 s E) 10 s 22. Si una fuerza de 248 N paralela a un plano inclinado 37° sobre la horizontal, empuja un bloque de 20 kg a velocidad constante hacia arriba. ¿Qué fuerza paralela al plano lo debe empujar hacia abajo a velocidad constante? ¿Cuál es el coeficiente de rozamiento? g =10 m/s2 A) 4 N; 0,2 B) 6 N; 0,4 C) 8 N; 0,8 D) 10 N; 0,6 E) 12 N; 0,5 23. Un lápiz hexagonal es empujado a lo largo de un plano horizontal tal como se puede observar. ¿Para qué valor del coeficiente de rozamiento "k" entre el lápiz y el plano se desplazará sin rodar? F

A) k ≤ 1,73 C) k ≤ 0,58 E) k ≤ 0,37

B) k ≤ 0,87 D) k ≤ 0,17

24. Un cuerpo que pesa 10 N resbala con velocidad constante por un plano inclinado que hace un ángulo de 30° con la horizontal. Calcular la fuerza paralela al plano que se debe aplicar al cuerpo para que suba a lo largo del plano con una aceleración constante igual a la aceleración de la gravedad A) 45 N B) 40 N C) 30 N D) 20 N E) 15 N 25. Si la fuerza de fricción que actúa sobre cada bloque de 3 kg es la misma y el sistema acelera con 0,5 m/s 2, ¿qué valor (en N) tiene la tensión en la cuerda que une los bloques y la fuerza de fricción que actúa sobre el sistema? (F = 20 N) F

20. Un bloque de madera está situado a 80 cm del centro de una plataforma giratoria. Si se sabe que los coeficientes de rozamiento entre el bloque y la plataforma son 0,16 y 0,27. ¿para que velocidad angular de la plataforma, el bloque estará a punto de deslizar? g=9,8 m/s 2 A) 1,1 rad/s B) 2,1 rad/s C) 3,1 rad/s D) 4,1 rad/s E) 5,1 rad/s

A) 10 y 17 C) 12 y 8,5 E) 15 y 8,5


B) 8 y 13 D) 10 y 7

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