fisica

DINÁMICA Y ENERGÍA. Temática: Las leyes de movimiento y sus aplicaciones. Ejercicio No 1.

⃗ Fx

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

actúa sobre el objeto

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

F x . (c) Trace una gráfica cuantitativa de negativos de

Fx

ax

ax

del bloque de 8 kg, en función de

en función de

Fx

(incluyendo valores

). (d) Responda las siguientes preguntas: ¿Para qué valores de

acelera hacia arriba el objeto de 4.00 kg? ¿Para qué valores de

Fx

Fx

permanece el sistema

en reposo o se mueve con rapidez constante? (e) ¿Para qué valores de

Fx

queda

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

distensionada la cuerda? ¿Es válida la gráfica trazada en la parte (f) para esos valores? ¿Por qué?

Datos ejercicio

del

Desarrollo del ejercicio

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

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

Observaciones:

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 ejercicio

del

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 realizado:

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

Observaciones: Temática: Fuerzas de fricción. Ejercicio No 3. En el sistema que se presenta a continuación, las masas m 1 y m2, tienen valores de 3.50 kg y 8.00 kg, respectivamente, el triángulo presentado es isósceles, de tal manera que ángulo de la base es de 35.0o. Sí la aceleración del sistema es de 1.50m/s 2, determine el coeficiente de fricción cinético entre el bloque y la pendiente, suponiendo que su valor, es el mismo en ambas pendientes.

Datos ejercicio

del

Desarrollo del ejercicio

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

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

Observaciones: Ejercicio No 4.

En la figura se muestra un cuerpo en reposo de masa de 10.0 kg que esta

´ sobre una superficie horizontal sin fricción ( AB ), al cuerpo se le aplica una fuerza constante de 25.0 N formando un ángulo (�) de 27.0° con la horizontal. Después de recorrer la superficie horizontal de 30.0 m, la fuerza

´ deja de ser aplicada y el cuerpo ingresa a una superficie rugosa ( BC ) cuyo coeficiente de fricción es de 0,300. Calcular: a) El valor de la aceleración del cuerpo en el instante en que deja la superficie sin fricción y b) la distancia que alcanza a recorrer en la superficie con rugoza hasta que se detiene. Datos del Desarrollo del ejercicio Explicación y/o ejercicio justificación y/o regla utilizada en el proceso realizado:

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

Observaciones: Temática: Trabajo realizado por una fuerza constante y una fuerza variable. Ejercicio No 5.

La fuerza que actúa sobre una partícula varía como se muestra en la figura. Encuentre el trabajo invertido por la fuerza en la partícula conforme se mueve… (a) De

x=0.00 m

a

x=4.50 m ; (b) de

x=0.00 m a

x=15.00 m . (c)

Existe cierto punto A sobre el eje “x” tal que el trabajo realizado por esta fuerza en el intervalo Datos ejercicio

del

[ x A ,15.0 m ]

vale cero. Encuentre el valor de

Desarrollo del ejercicio

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

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

Observaciones: Ejercicio No 6. Considere un cuarto de bodega rectangular, de 7.50 m de largo por 6.50 m de ancho. Los vértices se rotulan como se muestra en la figura. Un trabajador empuja por el piso una caja de mercancía pequeña pero pesada (20.0 kg). El coeficiente de rozamiento cinético entre la caja y el suelo vale 0.280. Determine el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento que actúa sobre la caja para cada una de las siguientes trayectorias (cada flecha indica el segmento rectilíneo que conecta los puntos marcados en sus extremos): (a) A --> C (b) A --> D --> C (c) A --> D --> B --> C (d) Explique por qué los anteriores resultados demuestran que la fuerza de rozamiento no es conservativa.

Datos ejercicio

del

Desarrollo del ejercicio

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

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

Observaciones: Temática: Energía cinética y el teorema del trabajo y la energía. Ejercicio No 7. Un martillo de acero con masa de 205 kg se levanta 2.50 m sobre el tope de una viga en forma de I vertical, que se está clavando en el suelo. El martillo se suelta, metiendo la viga -I- otros 3.20 cm en el suelo. Los rieles verticales que guían el martillo ejercen una fuerza de fricción constante de 55.0 N sobre éste. Use el teorema trabajo-energía para determinar a) la rapidez del martillo justo antes de golpear la viga-I y b) la fuerza media que el martillo ejerce sobre la viga-I. Ignore los efectos del aire.

Datos ejercicio

del

Desarrollo del ejercicio

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

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

Observaciones: Ejercicio No 8.

Un vagón de

4.50 ×10 3 kg

rueda a lo largo de una vía recta con fricción

despreciable. El vagón se lleva al reposo mediante una combinación de dos resortes de espiral, como se ilustra en la figura. Ambos resorte se describen mediante la Ley de Hooke con constantes de elasticidad

k 1=1.20 × 103 N/m

y

k 2=2.90× 103 N/m .

Después de que el primer resorte se comprime una distancia de 30.0 cm, el segundo resorte actúa junto con el primero para aumentar la fuerza mientras se presenta una compresión adicional como se muestra en la gráfica. El vagón llega al reposo 20.0 cm después de que empieza a obrar de manera simultánea el segundo resorte. Encuentre la rapidez inicial del vagón. ( Figura tomada de Física para Ciencias e Ingeniería, 7a edición, Serway/Jewett.) Datos ejercicio

del

Desarrollo del ejercicio

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

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

Observaciones: Temática: Potencia. Ejercicio No 9. A continuación se plantean dos situaciones, con el fin de que se determine la potencia que requiere un móvil, bajo ciertas circunstancias. (a) Un móvil de 1350 kg asciende una colina de 9.80º a una velocidad constante de 75 km/h y (b) el mismo acelerando sobre una superficie horizontal desde 85.0 km/h hasta 105 km/h en 5.56 s; para la determinación de la potencia, debe tener en cuenta que la fricción entre las llantas del móvil y el pavimento es de 580 N durante el recorrido.

Datos ejercicio

del

Desarrollo del ejercicio

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

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

Observaciones: