Practica Calificada Civil 3 - Vacacional

FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

PRACTICA CALIFICADA 03 : CINETICA DE PARTICULAS MÉTODO DE LA ENERGÍA Y LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO :

1. EJERCICIO 01 : PRINCIPIO TRABAJO Y ENERGIA: El bloque de 6 lb se suelta del punto de reposo en A y se desliza hacia abajo de la superficie parabolica lisa. Determine la compresi6n maxima del resorte.

2. EJERCICIO 02 : PRINCIPIO TRABAJO Y ENERGIA: Un paquete se proyecta 10 m hacia arriba sobre un plano incli-nado de 15° de modo que alcanza la parte superior del plano con una ve-locidad cero. Si se sabe que el coeficiente de fricción cinética entre el paquete y el plano inclinado es de 0.12, determine a) la velocidad inicial del paquete en A, b) la velocidad del paquete cuando éste regrese a su posición original.

3. EJERCICIO 03 : PRINCIPIO TRABAJO Y ENERGIA: La magnitud de la fuerza F que actua en una direccion constante en el bloque de 20 kg varia con la posicion s de ‘este. Determine la rapidez del bloque despues de que se desliza 3 m Cuando s = 0 el bloque se mueve a la derecha a 2 m/s. El coeficiente de friccion cinetica entre el bloque y la superficie es

= 0.3.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ing. Frecia Seminario Cadenillas DINAMICA


4. EJERCICIO 04 : PRINCIPIO TRABAJO Y ENERGIA: El tren subterráneo que se muestra en la figura viaja a una rapidez de 30 mi/h cuando se aplican por completo los frenos en las ruedas de los carros B y C, lo que causa que éstos se deslicen sobre la vía, pero los frenos no se aplican en las ruedas del carro A. Si se sabe que el coeficiente de fricción cinética es de 0.35 entre las ruedas y la vía, determine a ) la distancia requerida para que el tren se detenga, b) la fuerza en cada acoplamiento.

5. EJERCICIO 05 : PRINCIPIO TRABAJO Y ENERGIA: Un tractocamión ingresa a una pendiente ascendente de 2 % mientras viaja a 72 km/h y alcanza una rapidez de 108 km/h en 300 m. La cabina tiene una masa de 1 800 kg y el remolque de 5 400 kg. Determine a) la fuerza promedio en las ruedas de la cabina, b) la fuerza promedio en el acoplamiento entre la cabina y el remolque.

6. EJERCICIO 06 : PRINCIPIO TRABAJO Y ENERGIA: Un bloque de 10 lb está unido a un resorte sin estirar con una constante k = 12 lb/in. Los coeficientes de fricción estática y cinética entre el bloque y el plano son 0.60 y 0.40, respectivamente. Si se aplica lentamente una fuerza F al bloque hasta que la tensión en el resorte alcance 20 lb y luego, de manera súbita, se retira la fuerza determine a) la rapidez del bloque cuando regresa a su posición inicial, b) la rapidez máxima alcanzada por el bloque.

7. EJERCICIO 07: PRINCIPIO TRABAJO Y ENERGIA: Paquetes que pesan 50 lb llegan al tobogan v A = 3 pies/s, por medio de una banda transportadora. Determine su rapidez cuando llegan a los puntos B, C y D. Ademas, calcule la fuerza normal del tobogan en los paquetes en B y C. Ignore la friccion y el tamano de los paquetes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ing. Frecia Seminario Cadenillas DINAMICA


5 pies

5 pies

5 ies

8. EJERCICIO 08 : PRINCIPIO TRABAJO Y ENERGIA El embalaje, cuya masa es de 100 kg, se somete a la accion de las dos fuerzas. Si originalmente esta en reposo, determine la distancia que se desliza para alcanzar una rapidez de 6 m/s. El coeficiente de fricci6n cinetica entre el embalaje y la superficie es = 0.2 1

9. EJERCICIO 09 : PRINCIPIO TRABAJO Y ENERGIA: Si el coeficiente de friccion cinetica entre el embalaje de 100 kg y el plano es = 0.25, determine la rapidez del embalaje en el momento en que la compresion del resorte es x = 1.5 m. Inicialmente el resorte no esta alargado y el embalaje esta en reposo. 10 m

10.EJERCICIO 10 :

POTENCIA

Un hombre que pesa 150 lb es capaz de subir un tramo de escalera de 15 pies de altura en 4 s. Determine la potencia generada. ¿Cuanto tiempo tendra que estar encendido un foco de 100 W para consumir la misma cantidad de energia? Conclusion: ¡por favor apague las luces cuando no esten en uso!



11.EJERCICIO 11 : POTENCIA Desde el silo en A se descarga arena a la transportadora y se transporta a la plataforma de almacenamiento a razon de 360 000 lb/h. Un motor etectrico conectado a la transportadora mantiene la rapidez de la banda en 3 pies/s. Determine la potencia promedio generada por el motor.

12.EJERCICIO 12 : CONSERVACION DE LA ENERGIA El bloque de 75 lb se suelta del punto de reposo a 5 pies sobre la placa. Determine la compresion de cada resorte cuando el bloque se detiene momentaneamente despues de golpear la placa. Ignore la masa de esta. En un principio los resortes no estan alargados.

k

k

13.EJERCICIO 13 : PRINCIPIO TRABAJO Y ENERGIA: Un collarín B de 10 lb puede deslizarse sin fricción a lo largo de una varilla horizontal y está en equilibrio en A cuando se le empuja 5 in. hacia la derecha y se le suelta desde el reposo. La longitud sin deformar de los resortes es de 12 in. y la constante de cada uno es k = 1.6 lb/in. Deter mine a) la rapidez máxima del collarín, b) la aceleración máxima del collarín

14.EJERCICIO 14 : CONSERVACION DE LA ENERGIA El cilindro tiene una masa de 20 kg y se suelta del reposo cuando h = 0. Determine su rapidez cuando h = 3 m. Cada uno de los resortes tiene una longitud no alargada de 2 m.

k

k



15.EJERCICIO 15 : PRINCIPIO TRABAJO Y ENERGIA: Un resorte se usa para detener un paquete de 50 kg, el cual se mueve hacia abajo sobre una pendiente de 20°. El resorte tiene una cons-tante k = 30 kN/m y se sostiene mediante cables, de manera que en un ini-cio está comprimido 50 mm. Si se sabe que la velocidad del paquete es de 2 m/s cuando se encuentra a 8 m del resorte y si se desprecia la fricción, determine la deformación adicional máxima del resorte para llevar el paquete al reposo.

16.EJERCICIO 16 : CONSERVACION DE LA ENERGIA Al collarin de 2 kg se le imprime una velocidad de 4 m/s hacia abajo cuando esta en A. Si la longitud no alargada del resorte es de 1 m y su rigidez es k = 30 N/m, determine la rapidez del collarin en s = 1 m. 4

4

s

k

17.EJERCICIO 17 : CONSERVACION DE LA ENERGIA Un objeto de 300 g se suelta desde el reposo en A y se desliza sin fricción a lo largo de la superficie mostrada. Determine la fuerza que ejerce la superficie sobre el objeto a) justo antes de que llegue a B, b) inmediatamente después de que pasa por B.

18.EJERCICIO 18 : CONSERVACION DE LA ENERGIA El resorte no esta alargado cuando s = 1 m y el bloque de 15 kg se suelta del reposo en esta posicion. Determine la rapidez del bloque cuando s = 3 m. El resorte permanece horizontal durante el movimiento y las superficies de contacto entre el bloque y e l plano inclinado son lisas. s

k



19.EJERCICIO 19: CONSERVACION DE LA ENERGIA El carro de la montana rusa que tiene una masa m arranca del punto de reposo en el punto A. Si la via tiene que diseflarse de modo que el carro no pierda el contacto con ella en B, determine la altura requerida h. Ademas, determine la rapidez del carro cuando llega al punto C. Ignore la friccion.

20 m

h

20.EJERCICIO 20: CONSERVACION DE LA ENERGIA Una caja de masa insignificante esta sujeta a dos resortes identicos de rigidez k = 250 N/m. Si se deja caer una caja de 10 kg desde una altura de 0.5 m por encima de la caja, determine el desplazamiento vertical maximo d . Inicialmente cada resorte tiene una tension de 50 N. 1m

1m

0.5 m k = 250 N m

k = 250 N m

d

21.EJERCICIO 21: CONSERVACION DE LA ENERGIA Un collarín de 3 kg puede deslizarse sin fricción sobre una varilla vertical y descansa en equilibrio sobre un resorte. Se empuja hacia abajo, comprimiendo el resorte 150 mm, y se suelta. Si se sabe que la constante del resorte es k = 2.6 kN/m, determine a) la altura máxima h que alcanza el collarín sobre su posición de equilibrio, b) la rapidez máxima del collarín.

k = 2.6 KN/m



22.EJERCICIO 22: CONSERVACION DE LA ENERGIA El bloque A de 10 kg se suelta del punto de reposo y se desliza hacia abajo del piano liso. Determine la compresion x del resorte cuando el bloque se detiene momentaneamente.

10 m k = 5 KN/m

23.EJERCICIO 23: IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO: Un tren ligero formado por dos vagones viaja a 45 mi/h. El peso d el vagón A es de 18 tons y el del vagón B es de 13 tons. Cuando se aplican repentinamente los frenos, se ejerce una fuerza de frenado constante de 4 300 lb en cada vagón. Determine a) el tiempo requerido para que el tren se detenga después de que se aplican los frenos, b) la fuerza en el acoplamiento entre los vagones mientras el tren está desacelerando.

24.EJERCICIO 24: IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO: Un cilindro C de 8 kg descansa sobre una plataforma A de 4 kg sostenida por una cuerda que pasa sobre las poleas D y E y está unido a un bloque B de 4 kg. Si el sistema se suelta desde el reposo, determine a) la velocidad del bloque B después de 0.8 s, b) la fuerza ejercida por el cilindro sobre la plataforma.

25.EJERCICIO 25: IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO: La última parte de la competencia atlética de salto triple es el salto, en el cual el atleta realiza el último de sus tres avances, aterrizando en un foso de arena. Si se supone que la velocidad de un atleta de 185 lb justo antes de aterrizar es de 30 ft/s a un ángulo de 35° con la horizontal y que el atleta se detiene por completo 0.22 s después del aterrizaje, determine la componente horizontal de la fuerza impulsiva promedio que se ejerce sobre sus pies durante el aterrizaje.



26.EJERCICIO 26: IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO: Al principio, un bloque de 30 lb se mueve a lo largo de una superficie horizontal lisa con una rapidez V1= 6 pies/s hacia la izquierda. Si en el actua una fuerza F, la cual varia como se muestra, determine la velocidad del bloque en 15 s.

27.EJERCICIO 27: IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO: Determine la velocidad de cada bloque 2 s despues de que los bloques se sueltan del punto de reposo. Ignore la masa de las poleas y la cuerda.

28.EJERCICIO 28: IMPACTO Los paquetes de una fábrica de refacciones para automóviles se transportan hacia el muelle de descarga empujándolos a lo largo de una pista de rodillos con muy poca fricción. En el instante que se indica los paquetes B y C se encuentran en reposo y el paquete A tiene una velocidad de 2 m/s. Si se sabe que el coeficiente de restitución entre los paquetes es de 0.3, determine a) la velocidad del paquete C después de que A golpea a B y B golpea a C, b) la velocidad de A después de que éste golpea a B por segunda vez.



29.EJERCICIO 29: IMPACTO Una pelota B de 70 g que se deja caer desde una altura h 0 = 1.5 m alcanza una altura h 2 = 0.25 m después de rebotar dos veces en pla-cas idénticas de 210 g. La placa A descansa directamente sobre suelo duro, mientras que la placa C lo hace sobre un colchón de caucho. Determine a) el coeficiente de restitución entre la pelota y las placas, b) la altura h 1 del primer rebote de la pelota.

30.EJERCICIO 30: IMPACTO Una niña lanza una pelota en una pared inclinada desde una altura de 1.2 m, golpeando la pared en A con una velocidad horizontal v 0 de 15 m/s de magnitud. Si se sabe que el coeficiente de restitución entre la pelota y la pared es de 0.9 y se ignora la fricción, determine la distancia d desde el pie de la pared hasta el punto B donde la pelota golpea el suelo después de rebotar en la pared.

31.EJERCICIO 31: IMPACTO La muchacha lanza la pelota con una velocidad horizontal de Vi = 8 pies/s. Si el coeficiente de restitucion entre la pelota y el suelo es e = 0.8 , determine: a) la velocidad de la pelota justo despues de que rebota en el suelo y b) la altura maxima a la que la pelota se eleva despues del primer rebote. V 1= 8 pies/s

3 pies


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