1.8E Hay dos fuerzas que
actúan sobre una baja de 2.0 kg de la fig. 2 pero solo una
es mostrada. La figura también muestra la
aceleración de la caja. Encontrar la segunda fuerza:
- En connotación de unidad vectorial
y - b) En magnitud y dirección.
2.12E ¿Cuáles son la
masa y peso de: a) Un trineo de 1400 lb y b) de una bomba de
calor de 421
kg?
3.15E Una cierta partícula
tiene un peso de 20N en el punto donde la aceleración de
la caída
libre es de 9.8 m/s2.
- ¿Cuáles son el peso y la masa de la
partícula donde el punto de la aceleración de la
caída libre es de 9.4 m/se? - ¿Cuáles son el pero y masa de la
partícula sí esta es movida a un punto en el
espacio donde la aceleración de la caída libre es
cero?
4.18E Un salami de 11 kg esta sujeto
por un cordón que va del techo (fig 1ª);
- ¿Cuál es la lectura
de la escala (fig 1b)
si el salami esta sujeto por un cordón que va alrededor
de una polea y a una escala. El lado opuesto de la escala
está sujeto por un cordón que va a una
pared. - ¿Cuál es la lectura de
esa escala? - En la fig 1c, la pared a sido remplazada por un
segundo salami a la izquierda y el ensamblaje esta
estacionario. ¿Cuál es la lectura en la escala
ahora?
5.21E Un trineo cohete experimental
puede ser acelerado a una cifra constante desde el reposo de 1600
km/h en 1.8 segundos. ¿Cuál es la magnitud promedio
de la fuerza requerida, sí el trineo tiene una masa de 500
kg?
Ò IPN-UPIICSA PRÁCTICA
Nº2 Mecánica Clásica
LEYES
DE NEWTON
I
1.23E Si un núcleo captura un
neutrón desorbitado, éste deberá atraer al
neutrón hasta pararlo dentro del diámetro del
núcleo por medio de una gran fuerza. La fuera que mantiene
al núcleo unido, es esencialmente cero fuera del
núcleo. Suponiendo que el neutrón desviado con una
velocidad
inicial 1.4 x 107 m/s2 es capturado justo
por un núcleo con un diámetro d = 1.0 x
10-14 m. Asumiendo que la fuerza del neutrón es
constante encontrar la magnitud de esa fuerza. La masa del
neutrón es de 1.67 x 1027 kg.
R: |F|= 16N
2.27E Referirse a la fig 1 dado que la
masa del bloque es de 8.5 kg y el ángulo =
30º. Encontrar:
- La tensión en la cuerda
- La fuerza Normal actuando sobre el bloque
- Si la cuerda se corta, encontrar la magnitud de la
aceleración del bloque
R: a) 42N, b) 72N, c) –4.9
m/s2
3.32E Un electrón es proyectado
horizontalmente a una velocidad de 1.2 x 107 m/s hacia
un campo
eléctrico que proporciona una fuerza vertical
constante de 4.5 x 10-6 N sobre ella. La masa del
electrón es de 9.11 x 10-31 kg. Determinar la
distancia vertical que el electrón es rechazado durante el
tiempo que se
a movido 30 mm horizontalmente.
R: 1.5 x 10-3 m
4.36P Una niña de 40 kg y un
trineo de 8.4 kg están en la superficie de un lago
congelado separados por un cuerda de 15m. Por medio de la cuerda
la niña proporciona una fuerza de 5.2N, jalando hacia
ella:
- ¿Cuál es la aceleración del
trineo? - ¿Cuál es la aceleración de la
niña? - ¿Qué tan lejos de la posición
inicial de la niña se encuentran asumiendo que no
actúa ninguna fuerza de fricción?
R: a) 0.62 m/s2 b) 0.13 m/s2,
c) 2.6m
5.38P Una esfera de masa 3 x
10-4 esta suspendida de un cordón. Una brisa
horizontal constante empuja la esfera de modo que el
cordón forma un ángulo de 33º con la vertical
cuando esta en reposo. Encontrar:
- La magnitud del empuje;
- La Tensión en el cordón.
R: a) 2.2 x 10-3N, b) 3.7 x
10-3N
Ò IPN-UPIICSA PRÁCTICA
Nº3 Mecánica Clásica
1.40P Dos bloques están en
contacto sobre una mesa sin fricción. Una fuerza
horizontal se le aplica a una bloque como se muestra en la fig 1.
Si m1 = 2.3 kg, m2 1.2 kg y
F = 3.2N,
- Encontrar la fuerza entre los dos
bloques. - Demuestra que si un fuerza de la misma magnitud
F se le aplica a m2 pero en
dirección opuesta, la fuerza entre los dos bloques es de
2.1N, el cual, no es el mismo valor en el
inciso (a) explica la diferencia.
R: a) 1.1N, b) 2.1N
2.43P Un elevador y su carga tiene una
masa combinada de 1600 kg. Encontrar la tensión en el
cable de soporte cuando el elevador originalmente
moviéndose hacia abajo a 12 m/s llegue al reposo con una
aceleración constante a una distancia de 42m.
R: 1.8 x 104N
3.51P Una persona de 80 kg
esta haciendo paracaidismo y experimentando una
aceleración hacia abajo a 12 m/s, la masa del
paracaídas es de 5 kg.
- ¿Qué fuerza hacia arriba es ejercida en
el paracaídas abierto por el aire? - ¿Qué fuerza hacia abajo es ejercida por
la persona en el paracaídas?
R: a) 620N, b) 580N
4.54P Imaginar una nave aterrizando
acercándose a la superficie de Calisto, una de las lunas
de Júpiter, si los motores proveen
una fuerza hacia arriba de 3260N, la nave desciende a velocidad
constante, si los motores proveen únicamente 2200N, la
nave acelera hacia abajo a 0.39 m/s2.
- ¿Cuál es el peso de la nave aterrizando
en la cercanía de la superficie de Calisto? - ¿Cuál es la masa de la
Nava? - ¿Cuál es la aceleración de la
caída libre cerca de la superficie de
Calisto?
R: a) 3260N, b) 2.7 x 103 kg, c) 1.2
m/s2
5.56P Una cadena consiste de 5
eslabones, cada uno de masa de 0.100 kg, es elevada verticalmente
con una aceleración constante de 2.50 m/s2 como
se muestra en la fig 2, determinar:
- La fuerzas que actúan entre los eslabones
adyacentes - La fuerza F ejercida en el eslabón de
arriba por la persona que levanta la cadena - La fuerza neta que esta acelerando a cada
eslabón
R: a) F12 = 1.23N, F32 = 2.46N,
F43 = 3.69N, F54 = 6.16N, b) F45
= F54 = 6.15N, c) 0.25N.
Ò IPN-UPIICSA PRÁCTICA
Nº4 Mecánica Clásica
LEYES DE NEWTON I
14.5 Una masa de m1
= 2.2 kg. se mueve en un plano inclinado sin fricción
en un ángulo de 30º hacia arriba de la horizontal,
como se muestra en la Fig. 1- Esta conectado por un hilo con masa
despreciable que pasa por un polea de fricción y masa
despreciable a otra masa m2 = 2.7 kg que cuelga
verticalmente sin tocar nada.
- Dibujo del diagrama del
Cuerpo Libre (D.C.L.) de cada una de las masas - Calcula la magnitud y dirección de la
aceleración de m1 - Calcule la tensión en la cuerda.
2.4.4 Un bloque de 50 kg se encuentra
en reposo y sostenido en una superficie que esta a 601 sobre la
horizontal y que tiene un coeficiente de fricción
estático de s = 0.4 y un coeficiente de
fricción cinético k = 0.3.
Encuentre:
- La magnitud y dirección de la
aceleración cuando el bloque se suelta - La Aceleración si el bloque hubiera estado ya
moviéndose - Supóngase que la Fuerza F = 100N, esta
ahora ejercida en el bloque paralela al inclinado, dirigida
hacia arriba, y para empujar el bloque hacia arriba por la
superficie inclinada. ¿Cuál es la
aceleración?
3.4.3 Un estudiante desea determinar
el coeficiente de fricción estático entre un bloque
sólido y una tabla de madera. Coloca
la tabla sobre una mesa y coloca el bloque en la tabla, y
gradualmente va inclinado l orilla de la tabla. Cuándo la
orilla de la tabla ha sido levantada 20 cm el bloque se desliza
77.3 cm hacia abajo y recorre la longitud total de la tabla en
1.6 s, Encuentre:
- El coeficiente de fricción
estático - Coeficiente de fricción
cinético - El ángulo para el cual la velocidad del bloque
va a se constante - Que tanta deberá de ser la presión
sobre el bloque, perpendicular a la superficie inclinada para
evitar que se deslice hacia abajo si este tiene un
ángulo de 30º.
4.4.2 Las fuerzas F1 y
F2 actúan de una manera simultanea en un
partícula de masa m = 1.5 kg. F1 tiene
una magnitud de 12 N y esta dirigida a 3º debajo de la
horizontal, mientras que F2 es de 5N y dirigida
45º sobre la horizontal.
- Encuentre la magnitud y dirección de la Fuerza
Resultante - Encuentre la magnitud y dirección de la
aceleración resultando de la
partícula
Ò IPN-UPIICSA PRÁCTICA
Nº5 Mecánica Clásica
LEYES DE NEWTON I
158p . Un bloque de masa
m1 = 3.70 kg está sobre un plano
inclinado sin fricción de ángulo =
30º esta conectado por un cordón sobre una polea
pequeña, sin fricción y sin masa a un segundo
bloque de masa m2 = 2.30 kg colgando
verticalmente, Cuáles son:
- ¿La magnitud de la aceleración de cada
bloque? - ¿La dirección de la aceleración
de m2? - ¿Cuál es la tensión del
cordón?
260p. Un bloque es proyectado hacia
arriba de un plano inclinado sin fricción con velocidad
inicial de v0. El ángulo de
inclinación es .
- ¿Qué tan lejos hacia arriba del plano
llega? - ¿cuánto le toma en llegar
ahí? - ¿Cuál es si velocidad cuando regresa al
fondo?
Determine los valores
numéricos para = 32.0º y
v0 = 3.50 m/s
364p. Un mono de 11 kg trepa en una
cuerda sin masa que corre sobre una rama de un árbol
(¡sin fricción!) y unida a un paquete de 15 kg sobre
el piso. (a) ¿Cuál es la magnitud
mínima de la aceleración con la que el mono
deberá trepar sí a de levantar el paquete del piso?
Si, después de que el paquete se haya elevado, el mono
deja de trepar y se sostiene de la cuerda, ¿Cuál
será ahora (b) la aceleración del mono y
(c) la tensión en la cuerda?
468p Un bloque de 5 kg es jalado a lo
largo de un piso horizontal sin fricción por un
cordón que ejerce una fuerza F = 12.0 N con una
ángulo de 25º sobre la horizontal.
- ¿Cuál es la aceleración del
bloque? - La fuerza F se incrementa lentamente,
¿cuál es su valor justo antes de que el bloque
sea levantado (completamente del piso)? - ¿Cuál es la aceleración del
bloque justo antes de que sea levantado (completamente) del
piso?
570p. Un Globo de aire caliente de
masa total M está descendiendo verticalmente con
una aceleración a hacia abajo.
¿Cuánto masa se a de arrojar para dar al globo una
aceleración a hacia arriba (de la misma magnitud
pero de dirección opuesta)? Asumiendo que la fuerza hacia
arriba del aire (el que empuja) no cambie por causa de la masa
(del lastre) que se a perdido.
Iván Escalona