problemas fisica II tema 05.docx

1. Un escultor y su asistente cargan una losa de mármol en forma de cuña por una escalera, como se muestra en la figura. La densidad del mármol es uniforme. Ambos están tirando en forma vertical hacia

arriba

mientras

mantienen

la

losa

completamente

estacionaria por un momento. ¿El escultor tiene que ejercer más fuerza que el asistente para mantener la losa estacionaria? Explique.

2. Como se muestra en la figura, una varilla delgada de masa M y longitud L está suspendida por dos alambres: uno en el extremo izquierdo y el otro a dos tercios de la distancia entre el extremo izquierdo y el derecho. a) ¿Cuál es la tensión en cada alambre? b) Determine la masa que tendría que tener un objeto suspendido por una cuerda del extremo derecho de la varilla para que la tensión del alambre del lado izquierdo fuera cero.

3. Una escalera, inclinada contra una pared, forma un ángulo de 60° con el suelo. ¿Cuándo es más probable que resbale: cuando una persona está sobre ella cerca de su parte superior o cuando está cerca de la base? Explique.

4. ¿Por qué usted tiende a inclinarse hacia atrás cuando carga un objeto pesado con sus brazos?

5. ¿Por qué no es posible sentarse derecho en una silla y levantarse sin inclinarse primero hacia adelante?

Problemas.

1. La fuerza requerida para sacar el corcho de una botella de vino está en un intervalo de 200 a 400 N. En la figura se muestra un sacacorchos común. ¿Qué intervalo de fuerzas F se requiere para abrir una botella de vino con este dispositivo.

2. Calcule FA y F B para la viga que se representa en la figura. Las fuerzas descendentes representan los pesos de maquinaria sobre la viga. Suponga que la viga es uniforme y tiene una masa de 280 kg.

3. Un semáforo cuelga de una estructura como se muestra en la figura. El poste AB uniforme de aluminio tiene 7.20 m de longitud y una masa de 12.0 kg. La masa del semáforo es de 21.5 kg. Determine a) la tensión en el cable CD horizontal sin masa, así como b) las componentes vertical y horizontal de la fuerza ejercida por el pivote A sobre el poste de aluminio.

4. Dos cables tensadores van de la parte superior de un poste de 2.6 m de altura que soporta una red de volibol. Los dos cables están anclados al suelo a 2.0 m entre sí y a 2.0 m del poste (figura). La tensión en cada alambre es de 115 N. ¿Cuál es la tensión en la red, supuesta horizontal y unida a la parte superior del poste?

5. Una tabla grande de 62.0 kg se inclina a 45° contra el borde de la puerta de un granero que tiene 2.6 m de ancho. ¿Qué tan grande debe ser la fuerza horizontal que una persona detrás de la puerta ejerza (en el borde) para abrirla? Suponga que la fricción entre la puerta y la tabla es despreciable, pero que la tabla está firmemente apoyada contra el suelo

6. Una varilla uniforme AB de longitud 5.0 m y masa M = 3.8 kg está articulada en A y es mantenida en equilibrio por una cuerda ligera, como se muestra en la figura. Una carga W = 22 N cuelga de la varilla a una distancia x, de manera que la tensión en la cuerda es de 85 N. a) Dibuje un diagrama de cuerpo libre para la varilla. b) Determine las fuerzas vertical y horizontal que ejerce la bisagra sobre la varilla. c) Determine x con la ecuación de torca apropiada.

7. Un extremo de una viga pesada de masa M = 50.0 kg está unida con un gozne a una pared vertical, el otro extremo lleva atado un cable de longitud 3.0 m, como se muestra en la figura. El otro extremo del cable también está fijado a la pared a una distancia de 4.0 m arriba de la bisagra. Se cuelga una masa m = 20.0 kg de un extremo de la viga, mediante una cuerda.

8. Considere la varilla de longitud L que se muestra en la figura. La masa de la varilla es m = 2.00 kg, y el punto pivote está ubicado en el extremo izquierdo (en x = 0). Con objeto de evitar que la varilla gire, se le aplica una fuerza variable dada por F(x) = (15.0 N)(x/L) 4 ¿En qué punto x de la varilla se debe aplicar la fuerza para evitar que gire?

9. Determine el momento de la fuerza con respecto al punto O.

10. Determine el momento resultante producido por las fuerzas con respecto al punto O.

11. Determine el momento de la fuerza F con respecto al punto O. Exprese el resultado como un vector cartesiano.

12. Determine el momento resultante producido por las fuerzas con respecto al punto O.

13. El mango del martillo está sometido a la fuerza de F = 20 lb. Determine el momento de esta fuerza respecto del punto A.

14. Determine el ángulo θ (0° < θ < 180°) de la fuerza F de manera que produzca un momento máximo y un momento mínimo respecto al punto A. Además encuentre cuáles son las magnitudes de estos momentos máximo y mínimo.

15. La carretilla y su contenido tienen una masa de 50 kg y un centro de masa en G. Si F = 100 N y el momento resultante producido por la fuerza F y el peso con respecto al eje en A es igual a cero, determine la masa de la carretilla y su contenido.

16. El ensamble de tubos está sometido a la fuerza de 80 N. Determine el momento de esta fuerza con respecto al punto B.

17. Al maneral de la llave de torsión se aplica una fuerza horizontal de 20 N en forma perpendicular. Determine la magnitud y los ángulos directores coordenados del momento producido por esta fuerza con respecto al punto O.

18. Determine el momento producido por la fuerza F con respecto al segmento AB del ensamble de tubos AB. Exprese el resultado como un vector cartesiano.

19. Si la tensión en el cable es F = 140 lb, determine la magnitud del momento producido por esta fuerza con respecto al eje articulado CD, del panel

20. El ensamble de tubos está asegurado a la pared mediante dos soportes. Si la fuerza de fricción de ambos soportes puede resistir un momento máximo de 150 lb.pie, determine el máximo peso de la maceta que puede ser sostenido por el ensamble sin ocasionar que éste gire alrededor del eje OA.

21. The power line is strung from the power-pole arm at A to point B on the same horizontal plane. Because of the sag of the cable in the vertical plane, the cable makes an angle of 15° with the horizontal where it attaches to A. If the cable tension at A is 200 lb, write T as a vector and determine the magnitude of its projection onto the x-z plane.

22. A space shuttle orbiter is subjected to thrusts from five of the engines of its reaction control system. Four of the thrusts are shown in the figure; the fifth is an 850-N upward thrust at the right rear, symmetric to the 850-N thrust shown on the left rear. Compute the moment of these forces about point G and show that the forces have the same moment about all points.