1 y 2 fisica

Ejercicio No 1.

⃗ Fx

el sistema que se muestra en la figura, una fuerza horizontal

actúa sobre el

eto de 8.00 kg. La superficie horizontal no tiene rozamiento. Se asume que la polea tiene masa ni fricción. Teniendo en cuenta el sistema de masas unidas por una rda, presentado en la figura (a) Trace los diagramas de cuerpo libre para cada uno los dos bloques. (b) Aplique el método newtoniano para determinar la aceleración

F x . (c) Trace una gráfica cuantitativa de

del bloque de 8 kg, en función de en función de

F x (incluyendo valores negativos de

uientes preguntas: ¿Para qué valores de

0 kg? ¿Para qué valores de

Fx

Fx

Fx

). (d) Responda las

acelera hacia arriba el objeto de

permanece el sistema en reposo o se mueve con

idez constante? (e) ¿Para qué valores de

Fx

Figura tomada de Física para Ciencias e Ingeniería, 7a ed Serway/Jewett.

queda distensionada la cuerda? ¿Es

da la gráfica trazada en la parte (f) para esos valores? ¿Por qué?

tos l rcicio

Desarrollo del ejercicio

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

=8.00

Se determinan los diagramas de cuerpo libre DCL para cada uno de los bloques P1 y P2 definiendo dirección de las fuerzas que influyen sobre éstos.

P1 8.00

kg

=4.00

P2 4.00k

a) P2 (DCL 2)

P1 (DCL 1)

T

N T

Fx

Para determinar la T (tensión) en el peso 1, tenemos la sumatoria de fuerzas que le afectan. Segunda Ley de Newton

Nombre y apellido estudiante que realiza aporte y tipo de aporte realiza:

Fuerzas sobre el bloque de 8.00 P2

∑ F1

⃗ = N

kg ( m 1 ¿

P1

+

⃗ T

-

´ P

Cancelamos

⃗ N

y

´ P

de

Fuerzas sobre el bloque de 4.00

igual magnitud y opuesta.

∑ F1

kg

=T

m (¿¿ 2) ¿

T =m1 * a1 Eliminando T resolviendo

F x −T =m1 a

para

Eliminamos a y resolvemos T

T −m2 g=m2 a

Determinando a para m1

F x−m g a= m1+ m2 2

F x ≤−m1 g=−78.4 N

T −78.4 = =−9.8 m1 8

F , N x -100 ax

Fx

m2 (F +m g) m1 m2 x 1

T=0 para

a=

Valores de a en función de

F x > m2 g=39.2 N

Cuando a>0 para

T=

m s2

a

-12.5

-78.4 -9.8

-50 -6.96

0 -1.96

50 3.04

100 8.04

15 10 5 -100

-78

-50

0

50

100

-5 -10 -15

servaciones: Ejercicio No 2. Un bloque de masa m = 1.80 kg se libera desde el reposo en h= 0.450 m por encima de la superficie de una mesa, en la cima de una pendiente de 28,0° de inclinación, como se muestra en la figura .La inclinación sin fricción se fija en una mesa de la altura H=0,800 m. (A) Determine la aceleración del bloque cuando se desliza por la pendiente. (B) ¿Cuál es la velocidad del bloque cuando deja la pendiente? (c) ¿A qué distancia de la mesa, el bloque debe golpear el piso? (d) ¿Cuánto tiempo ha transcurrido entre el momento en que se suelte el bloque y cuando golpea el suelo? (e) ¿Afecta la masa del bloque cualquiera de los anteriores cálculos? Justifique su respuesta.

Datos del ejercicio

Desarrollo del ejercicio

Figura tomada de Física para Ciencias e Ingeniería, 7a edición, Serway/Jewett.

Explicación y/o justificación y/o regla utilizada en el proceso

Nombre y apellido del estudiante que realiza el aporte y tipo de aporte que realiza:

realizado: M=1.80 kg Altura de la masa a la superficie de la mesa h= 0.450 m Angulo=28 .0° Altura de la mesa: H=0.800 m

a=g sinθ

a)

=

(9.8

m ¿ sin28 ° s2

(

a= 9.80 a=4.60

m 0.469 2 s

)

m s2

a=g sinθ

b) hipotenusa=

cateto opuesto sin θ

0.450 m =0.959 m 0.469m

=

Aplicamos la fórmula de aceleración de un cuerpo en un plano inclinado que es:

1 x= a t 2 2

Determinam os la distancia que recorrerá la masa, deslizando por la hipotenusa. De la ecuación de movimiento

1

2x 2 ¿ a t=¿ v =a∗t

Reemplazam os

1

2x 2 ¿ a v =a∗¿

1

=(2*a ¿ 2

8.822¿

1 2 1

m 2∗0.959∗4.60 2 ¿ 2 =¿ s v =¿ m v=2.970 s

a)

1 2 y f − y i=v yi t+ a y t 2

Al salir la masa del plano inclinado y continuar su trayectoria, ésta se convierte en la de un tiro oblicuo. Donde Vx y Vy son la velocidad de

m 2 ¿t s2 ¿ m 1 −0.800= −2.970 sen 28 ° t− ¿ s 2 ¿

la masa en el plano cartesiano, v es la velocidad inicial y H es la altura de donde cae la m 2 m 4.90 2 t + 1.39 t−0.800=0 masa s después de s la pendiente, siendo y el T= desplazamie nto vertical y m m m x el m) −1.39 ± 1.39 −4( 4.90 2 )(−0.800 s s s desplazamie m nto 9.80 s horizontal.

9.80

(

(

)

) (

)

√(

)

4.9(−0.800) ¿ 1.39¿ 2−4 ¿ t=¿

1 2

Tiempo de tiro oblicuo

1

Distancia de caída

1.93+39.2 ¿ 2 =6.413 t =¿

t=

Tiempo total transcurrido

(−1.93+6.413) =0.457 s 9.8

((

m cos 28 ° ( 0.457 s )=1.198 m s

)

)

b) Tiempo total:

t 1 +t 2

x f =v∗t= 2.97 m

=

0.645+0.475=1.12s c) No, pues todos los cuerpos en caída libre presentan la misma aceleración