Mecanica Clasica - 30 Ejercicios Resueltos

 

 

Instituto Politécnico Nacional Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas

30 EJERCICIOS  Fuerza de fricción, trabajo, energía cinética, teorema de la conservación de la energía Juan Francisco Meneses Saavedra 2020601585

 

01/06/2020

Mecánica Clásica 1IV20

 

Fuerza de fricción 1.  Un bloque de acero tiene un peso de 30 N, y é éste ste comienza a deslizarse sobre una superficie totalmente horizontal de madera, con ello se produce una fuerza máxima de fricción estática cuya magnitud es de 15 N, como se observa en la imagen. Calcule el coeficiente de fricción estático entre el acero y la madera.

 =  = 15 30 = 0.5  

2.  Calcular la fuerza necesaria que se necesita aplicar a un mueble cuyo peso es de 450 N para poder deslizarlo a una velocidad constante horizontalmente, donde el coeficiente de fricción dinámico es de 0.43.

 =  = (0.43)(450 50) = 193.5  

3.  Determina el módulo de la fuerza de rozamiento de un cuerpo de 20 k kg g de masa que se encuentr encuentra a sobre una superficie horizontal con un coeficiente de rozamiento de 0.20, si el cuerpo se logra poner en movimiento. Datos:

 =  = ∗  ⇒  = 20∗ 9.8 ⁄   ⇒ =196 

  m=20kg

•

  g=9.8m/s2    μ= 0.20    FR =?

•

 = 0.2 ∗ 196 = 39.2  

•

•

4.  Un cuerpo de 10kg se encuentra sometido a una fuerza exter externa na horizontal de 68N. Determinar si el cuerpo se mueve o no; además Datos:

  m=10kg   g=9.8m/s2 

•

•

  FR =?

•

 = {0.4= 0.7=  

 =  = ∗  ⇒  = 10∗ 9.8 ⁄   ⇒ =98   = 0.7 ∗ 98 = 68.6  

El cuerpo no se mueve, porque la fuerza externa es menor a la fuerza de rozamiento (la fuerza que se opone al arrastre debido a la rugosidad)

 

5.  Calcular la fuerza que se debe aplicar al tanque para moverlo, sabiendo que tiene una masa de 50 toneladas y que

 

  = {0.4= 0.7=  

6. Hallar el valor mínimo de F para que el bloque de 10kg se mantenga en e n equilibrio, sabiendo que

 

=0.3 

7. En el siguiente sistema, los bloques de masa "M" se mueven a velocidad constante. Hallar el valor de

  

 

⃗ = 43.3⃗+ 25⃗

8.  Sobre un cuerpo actúa una fuerza Determina el trabajo realizado por la fuerza.

⃗ = 600⃗+ 60⃗ 

 produciendo un desplazamiento de

9.  Sobre un cuerpo actúa una fuerza  produciendo un desplazamiento de . Determina el trabajo realizado re alizado por la fuerza.

25⃗ 

⃗= 25⃗ 

.

⃗ = 25⃗ +

10.  Suponiendo que dispones de una máquina para mover objetos, capaz de aplicar una fuerza constante de 100 N a una caja cargada de libros, calcula:

  El trabajo máximo capaz de desarrollar dicha máquina cuando desplaza la caja 5 metros en sentido

•

horizontal e l desplazamiento, al desplazar la caja 5   El ángulo que forma la fuerza aplicada por la máquina con el

•

metros en sentido horizontal sabiendo que el trabajo desarrollado por la máquina fue de 250 J

 

11.  Calcula el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento y por la fuerza peso en el caso de que desplacemos a lo largo de dos metros un bloque de 200 Kg sobre una superficie con μ = 0.15 en cuando el bloque se encuentra en una superficie horizontal

12.  Calcula el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento y por la fuerza peso en el caso de que desplacemos a lo largo de 4.8 metros un bloque de 450 Kg sobre una superficie con μ = 0. 75 cuando el bloque se encuentra e ncuentra en un plano inclinado con ángulo de inclinación de 25º

13.  Calcula el trabajo total realizado por las fuerzas de la figura cuando el cuerpo rrecorre ecorre un espacio de 2 metros.

 

14.  Calcula el trabajo realizado por la fuerza, que tiene un comportamiento de desplazamiento.

(2), entre los 0.4m y los 1,2m

15.  Determina la potencia que necesita una grúa gr úa para elevar un coche de dos toneladas hasta una altura de 25 metros en medio minuto.

16.  Una bala impacta contra un panel de corcho a 350 m/s y tras atravesar sus 4 cm de grosor la bala sale a 40 m/s. Determina la fuerza que la pared opone al paso de la bala, que pesa 75g

 

17.  Calcula la energía cinética de un conjunto de dos partículas que cuentan con m1 = 4 kg y m2 = 5 kg sabiendo que sus velocidades son de v1 = 10 m/s y v2 = 8 m/s y sentido contrario.

18.  Determina la energía cinética de traslación de la Tierra a partir de los siguientes datos:

      Radio medio de la órbita

• •



= 5.98 × 10     = 1.5 × 10  

19.  ¿Cuál es la energía potencial que tiene un ascensor de 800Kg situado a 380 m sobre el suelo? Suponemos que la energía potencial en en el suelo es 0.

20.  Calcula la energía potencial de un martillo mart illo de 1,5 kg de masa cuando se halla situado a una altura de 2m sobre el suelo.

 

21.  Un coche con una masa de 1000 kg acelera desde 0 hasta 30 m/s en 10 s. Calcula:

  La energía cinética que ha ganado   La potencia del coche.

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22.  Un chico de 60 kg asciende por una cuerda hasta 10 de altura en 6 segundos. ¿Qué potencia desarrolla en la ascensión?

23.  ¿Cuál es la energía potencial de un buque carguero nuevo que se encuentra a punto de ser botado lateralmente por una rampa de 130m 13 0m de largo y con una inclinación de 25°

24.  El conductor de un coche de 650 kg que va a 90 km/h frena y reduce su velocidad a 50 km/h. Calcula:

  La energía cinética inicial.   La energía cinética final.

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25.  Una maceta se cae de un balcón a una velocidad de 9,81 m/s adquiriendo una energía cinética de 324 ¿cuál ¿c uál es su masa?

26.  Un cuerpo de 2 kg se deja caer desde una altura de 3 m. Calcular:

  La velocidad del cuerpo cuando está a 1 m de altura y cuando llega al suelo, aplicando las fórmulas del

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movimiento rectilíneo uniformemente acelerado e n dichas posiciones. Tomar g=10 m/s2   La energía cinética potencial y total en

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27.  Una pelota de 500 gr se deja caer desde una altura de 1,5 m. Si sabemos que cuando bota pierde el 15 % de su energía mecánica. ¿Cuál será la altura máxima que alcanza la pelota después del primer bote?

 

28.  Un péndulo de 1 metro de longitud y 400 gramos de masa se deja caer desde una posición horizontal. Hallar la velocidad que lleva en el punto más bajo de su recorrido

29.  Se deja caer un objeto de masa 5 Kg desde una altura de 50 metros calcular la velocidad del objeto al llegar al suelo si con el rozamiento con el aire ha perdido el 10 % de su energía mecánica.

30.  En una feria nos subimos a una “Barca Vikinga” que oscila como un columpio. Si en el punto más alto estamos 12 m por encima del punto más bajo y no hay pérdidas de energía por rozamiento. Calcula:

  ¿A qué velocidad pasaremos por el punto más bajo?   ¿A qué velocidad pasaremos por el punto que está a 6 m por encima del punto más bajo?

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