Problemario Física del Movimiento aplicada Upibi

Mov N

Ff 

1. A un bloque bloque se le imprime imprime una velocidad velocidad inicia iniciall de 5 m/s hacia arriba arriba de un plano inclinado que forma un ángulo de 2! con la hori"on#al $has#a W qu% pun#o del plano inclinado llega el bloque an#es de de#enerse&

'(

2!

)o(

5 m/s & 2m

*( +(

2

−Vo D= 2∗ a

)f 2 ( vo2 , 2a+ Ff  W-(ma Mov

N

mgsen2(ma a(0.1m/s 23en2(4.45

A(gsen2 m/seg2 2

W

−(5 m / seg )  D= 2∗−3.35 m / s

2

( 4.414m

2. 6n bloque bloque se deslice deslice hacia hacia aba7o por por un plano sin sin fricci8n fricci8n que #iene #iene una inclinaci8n de 15!. 3i el bloque par#e del reposo en la par#e superior 9 la longi#ud de la pendien#e pendien#e es de 2 me#ros: encuen#re; a a la magni#ud de la acele acelerac raci8n i8n del bloque bloque.. < su veloc velocida idad d cuando cuando alcan" alcan"a a el pie pie de la pendien#e.

'(

15!

)o(

 m/s & 2m

*( +( )f 2 ( vo2 , 2a+

)f2 (2a+  

W-(ma

mgsen15(ma

A(gsen15 m/s2

a(0.1m/s 23en15(2.540

)f 2 (  m/s , 22.540m/seg 22m(

Ff 

√ 10.56 m / s ( 4.1= 2

2

m/s Mov

N

4. 6na ca7a de  >g se de7a libre en una pendien#e de 4! 9 acelera hacia W aba7o a ra"8n de .4 m/s 2. ?ncuen#re la fuer"a de fricci8n que se opone a es#e movimien#o. $de qu% magni#ud es el coe@cien#e de fricci8n en es#e caso&

'(

4!

a(

.4 m/s2  >g Ff-(ma

m( F(ma  μ=

Ff  Mov

N

 Ff   N 

Ff(mgsen'ma Ff(  >g0.1 m/s 2sen2 >g.4 m/s 2( 4=.B N N(mgcos N(  >g0.1 m/s 2cos2(=.0=5= N 36.85  N   μ= =0.542 67.96  N  B. 6n bloque de 4 >g par#e del reposo en la par#e superior de una pendien#e de 4! 9 se desli"a 2 m hacia aba7o en 1.5 segundos. ?ncuen#ren; a la magni#ud de la aceleraci8n del bloque: b el W coe@cien#e de fricci8n cin%#ico en#re el bloque 9 el plano: c la fuer"a de fricci8n que ac#Ca sobre el bloque: d la velocidad del bloque despu%s de que se ha desli"ado 2m.

'(

4!

)o(

 m/s & 2m 4>g 1.5 s

*( +( m( #(

1

+( )o# ,

2

(

) a( ( 1.5 s ) 2 2m

2 D

2

a t 

a(

Ff(-ma

Ff(mgsenma

2

2

t 

(1. m/s2 F(ma

Ff-(ma

Ff( 4 >gsen40. m/s 2(0.B5 N  μ=

 Ff   N 

N(9

N(mgcos

N(0.1

m/s 24

>g

cos4(25.B N  μ=

  9.405 N 

 =0.369

)f2(vo2 , 2ad

25.487  N 

Vf  =√ 2 ( 2 m)( 1.77 m / s )= 2.6608 m / s 2

5. 6na rueda de carnaval #iene 1=m de radio 9 comple#a cinco vuel#as sobre su e7e hori"on#al por minu#o. a$cuáles son la magni#ud 9 la direcci8n de la aceleraci8n de un pasa7ero en el pun#o más al#o& < $cuál es la aceleraci8n en el pun#o más ba7o& Vt = 2 πfr )#(2 π  .41=(.4Bm/s 2

v 2 a = = 4.35 m / s r =. Dalcular la velocidad angular: la velocidad lineal: 9 la aceleraci8n cen#rEpe#a de la luna: derivando su respues#a del hecho de que la luna reali"a una revoluci8n comple#a en 2 dEas 9 que la dis#ancia promedio de la #ierra a la luna es de 4.B-1 B>m.  (2 dEas(=2 hrs r(4.B-1B >m 2 π  W ¿ 672 hrs ( 0.4B00-1 4 rad/hr )(0.4B-1B rad/hr4.B-1B(45=.5= >m/h

)(rW 2

 Km (3586 ) 2 v h a( = 4 r 38.4 x 10

(44.B0 >m/h2

. 6na piedra de . >g se a#a a un cordel de .0 m. ?l cordel se rompe si su #ensi8n e-cede = N. Ga piedra gira en un cErculo hori"on#al sobre

una mesa sin fricci8nH el o#ro e-#remo del cordel es#a @7o. Dalcule la rapide" má-ima que puede alcan"ar la piedra sin romper el cordel.

F( ma ( .0 m

√

( 600 N ) ( .9 m)

mv r

mv r

2

(

2

(= N

v=

√

 Fr m (

. >g

.8 kg

)(25.0 m/s

. 6na rueda de B cm de radio gira sobre un e7e es#acionario. 3u rapide" aumen#o uniformemen#e desde el reposo has#a 0 r.p.m. ?n un #iempo de 2 segundos. A encuen#re la aceleraci8n angular de la rueda. < 9 la aceleraci8n #angencial de un pun#o sobre su borde. wf −wo 900 rpm = 2 r( B cm( .B m I( t  0.033 min  (222.2 rev/min ( 0 rpm m/s2 #( 2 seg(.44 min

a(Ir(.B m222.2 rev/min 2(100.

0. 6n grupo de perros arras#ra un #rineo de 1>g en un #ramo de dos >il8me#ros sobre una super@cie hori"on#al a velocidad cons#an#e. 3i el coe@cien#e de fricci8n en#re el #rineo 9 la nieve es .15: de#ermine a el #raba7o efec#uado 9 la energEa perdida debido a la fricci8n. N(W W(mg (1 >g0.1 m/s2(01 N Ff(*N(.1501 N( 1B.15 N W(Fr W(1B.15 N2 m( 20B4 J Domo la fuer"a de empu7e es igual a la fuer"a de fricci8n: la energEa perdida es mEnima 1.6n obrero empu78 hori"on#almen#e una ca7a de 4>g una dis#ancia de B.5 me#ros en un piso plano: con velocidad cons#an#e. ?l coe@cien#e de fricci8n cin%#ica en#re el piso de la ca7a es de .25. a que magni#ud de la

fuer"a debe aplicar el obrero& b cuan#o #raba7o efec#Ca sobre la ca7a& D cuan#o #raba7o efec#Ca la fricci8n sobre la ca7a& + cuan#o #raba7o reali"a la fuer"a normal& ? que #raba7o #o#al se efec#Ca sobre la ca7a& N(W W(4 >g0.1 m/s2(201B.4 N Ff(*N( .2520B.4 N(4.55 N(Fe W(F ∆ -(4.55 NB.5 m( 441. J Ff(Fe en#onces Wfe(WK(441. J