FÍSICA I: PRÁCTICA 1. Un poste de teléfono se mantiene en la posición vertical mediante un cable fijo en el poste a una altura de 10 m e igualmente fijo al suelo a 7 m de la base del poste. Si la tensión en el cable es de 500 N ¿Cuáles son los valores de las fuerzas horizontal y vertical ejercidas sobre el poste por cable? 2. Un bloque cuyo peso es de 6 N reposa en una superficie horizontal lisa. Se le empuja con una varilla (que forma un ángulo de 30° con la horizontal) con una fuerza de 6 N (a) ¿Cuál es la fuerza perpendicular total ejercida sobre la superficie? (b) ¿Cuál es la fuerza paralela a la superficie? 3. Un plano inclinado tiene 2 m de alto y 5 m de largo. Hay una piedra (de 10 N de peso) en el plano, inmóvil por un obstáculo. Encontrar la fuerza ejercida por la piedra (a) sobre el plano y (b) sobre el obstáculo. 4. Cuatro fuerzas coplanares (30 N, 40 N, 20 N y 50 N) están todas actuando concurrentemente sobre un cuerpo. Los ángulos entre las fuerzas son, consecutivamente, 50°, 30°, y 60°. Calcular la magnitud de la fuerza resultante y el ángulo que hace con la fuerza de 30 N. 500 500 ; 0 0 200 200 100 100 ; 5. Dadas las tres fuerzas siguientes: 100 50 400 . (a) Determinar la magnitud y dirección de la fuerza resultante. (b) Determinar el torque resultante de las fuerzas con respecto al origen O, si se aplican al punto (4, –3, 15). Utilizar la fuerza resultante para determinar el torque resultante. 6. Encontrar el torque resultante con respecto al punto O de las fuerzas enumeradas en el problema anterior, cuando se aplican en diferentes puntos: F1 en (3, 8, 10); F2 en (–2, 0, 4); F3 en (4, –25,10). (b) Encontrar R .τ e indicar la reducción mínima del sistema. 7. Calcular el torque de la fuerza en la figura con respecto al origen. Determinar la ecuación de la línea de acción de la fuerza.
8. Dos fuerza paralelas, y del mismo sentido, están separadas por una distancia de 0,2 m. si una de las fuerzas es de 13 N y la línea de acción de la resultante está a 0,08 m de la otra, encontrar (a) la magnitud de la resultante y (b) la magnitud de la otra fuerza. 9. Dos fuerzas paralelas, del mismo sentido, tienen magnitudes de 20 N y 30 N. la distancia de la línea de acción de la resultante a la fuerza mayor es 0,8 m. Encontrar la distancia entre las fuerzas. ∑ es la resultante de un sistema de fuerzas concurrentes y τ 0 es su torque 10. Demostrar que si ∑ con respecto al punto O, el torque con respecto a A es 11. Cuatro fuerzas concurrentes tienen una resultante igual a cero. Si 800 , 1000 , 800 y forman un ángulo de 110°, 30° y 340° con el eje x, respectivamente; encontrar y su dirección. 12. Determinar las tensiones sobre las cuerdas AC y BC si W pesa 40 lbf.
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13. El cuerpo representado en la figura pesa 40 kg-f. Se mantiene en equilibrio por medio de una cuerda AB y bajo la acción de la fuerza horizontal F suponiendo que AB = 150 cm. y que la distancia entre la pared y el cuerpo es de 90 cm, calcular el valor de la fuerza F y la tensión de la cuerda.
14. Para la figura, calcular el ángulo υ y la tensión en la cuerda AB, si M 1 = 300 lb-f, M2 = 400lb-f.
15. Una cuerda ABCD cuelga de los puntos fijos A y D. En B hay un peso de 12 kg-f y en C un peso desconocido. Si el ángulo que hace AB con la horizontal es de 60 0, BC es horizontal y CD hace un ángulo de 30 0 con la horizontal, calcular el valor que P debe tener a fin de que el sistema se encuentre en equilibrio.
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16. Tres cuerdas, situadas en un plano en un plano vertical, están fijas a puntos diferentes sobre el techo. Los otros extremos están unidos en el nudo A y del cual cuelga un peso P. Los ángulos formados por las cuerdas con la horizontal son: 35°, 100°, 160° Las tensiones en las dos primeras cuerdas son de 100 kg-f y 75 kg-f. Calcular la tensión en la tercera cuerda y el peso P. 17. Tres fuerzas que actúan sobre una esfera tienen una resultante igual a cero, donde ! "0 . Determinar y # .
18. Una esfera cuyo peso es de 50 N descansa sobre dos planos lisos, inclinados respectivamente con respecto a la horizontal, ángulos de 30° y 45°. Calcular las reacciones de los dos planos sobre la esfera. 19. Una esfera que pesa 50 N descansa sobre una pared lisa, manteniéndose en esa posición mediante un plano liso que hace un ángulo de 60° con la horizontal. Calcular la reacción de la pared y el plano sobre la esfera.
20. Una esfera de peso W se sostiene mediante una cuerda AB y presiona una pared vertical lisa AC. Si δ es el ángulo entre la cuerda y la pared, determinar la tensión en la cuerda y la reacción de la pared sobre la esfera.
21. Calcular las fuerzas que la viga AB y el cable AC ejercen en A, suponiendo que M pesa 40 kg-f y que el peso del cable y la viga son despreciables.
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22. Sobre una viga actúan cuatro fuerzas cuya resultante es cero. Se sabe que ! 10000 . # 5000 . Determinar y $ .
23. En una viga actúan seis fuerzas, en los extremos, punto medio y a un cuarto de la longitud de la vi ga. La resultante de estas fuerzas es cero y ! % 5000 , # 4000 , $ 2000 . Determinar y & .
24. Una columna se mantiene en pie gracias a los cables A, B y C. Las tensiones en los cables son iguales % # y la resultante es 200 kN. Determinar .
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25. El cable AB ejerce una tensión de magnitud 32 N sobre el collarín en A. Expresar vectorialmente la tensión T .
Barranca, junio 2015.
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