Página principal

Física 1 2013 Fí sic a 1 Unidad 2 Dinámica 2013


Descargar 163.74 Kb.
Página1/4
Fecha de conversión18.07.2016
Tamaño163.74 Kb.
  1   2   3   4



Física 1 2013

Fí sic a 1 Unidad 2 Dinámica 2013













Unidad 2: Dinámica de la partícula

Concepto de interacción. Primera ley de Newton. Masa. Fuerza. Segunda y tercera ley del movimiento. Unidades de fuerza y masa. Diagrama del cuerpo libre. Descomposición de fuerzas. Distintos tipos de interacciones: Peso, Fuerzas de vínculo, fuerzas de rozamiento estática y dinámica(cinética), fuerza elástica, ley de Hooke, fuerza gravitatoria, ley de gravitación universal (Newton), fuerzas viscosas.

Movimiento armónico simple. Período, frecuencia, amplitud. Posición, velocidad y aceleración en función del tiempo. Sistema masa-resorte y péndulo simple: Justificación de la solución de las ecuaciones diferenciales del movimiento para pequeñas amplitudes. Fórmulas del período. Medición de la aceleración de la gravedad.

Movimiento de planetas y satélites. Órbitas. Período de revolución. Leyes de Kepler.

Sistemas de referencia inerciales y no inerciales. Fuerzas de inercia (ficticias o seudofuerzas): fuerza centrifuga y fuerza de Coriolis

1) Para cada una de las siguientes situaciones: a) Realizar el diagrama de cuerpo libre (DCL) b) Determinar el módulo de la fuerza de contacto (“Normal”) entre las superficies de apoyo y los bloques c) Suponiendo que el rozamiento con la superficie es despreciable, determinar, para los casos que corresponda la aceleración de los bloques d) Suponiendo que en todos los casos los bloques están en equilibrio, determinar la fuerza de rozamiento en cada caso

(i) (ii) (iii)



PA = 10N


F = 10N

(iv) (v)
(vi) A (vii) (viii)

A A

B
2) Una persona cuya masa es de 60 kg se encuentra en un ascensor. Determine la fuerza que ejerce el piso del ascensor sobre la persona (“Normal”) cuando el ascensor: (a) sube con movimiento uniforme, (b) baja con movimiento uniforme, (c) baja y está frenando de manera que en 1 segundo la velocidad disminuye 3 m/s, (d) baja y la velocidad está aumentando 3 m/s por cada segundo (e) cuando se rompen los cables del ascensor y cae libremente (f) sube y está frenando de manera que en 1 segundo la velocidad disminuye 3 m/s.



3
)
Dos bloques de masas m1 = 3 kg y m2 = 6 kg, están en contacto y apoyadas sobre una superficie horizontal (donde se puede despreciar el rozamiento). Sobre el bloque 1 se ejerce una fuerza horizontal, cuyo módulo es de 27 N.

  1. Realizar los diagramas de cuerpo libre para cada bloque.

  2. Calcular la aceleración del sistema

  3. Calcular la fuerza de contacto entre los dos bloques

  4. Si ahora se invierte la posición de los bloques (está aplicada sobre el cuerpo 2, y éste empuja al cuerpo 1) ¿Cambian los valores calculados en b) y c) ? JUSTIFIQUE

4) Una esquiadora de masa m = 60 kg se deja caer, a partir del reposo, por una rampa inclinada 17,5º. Suponiendo que el rozamiento entre los esquíes y la rampa es despreciable.

a) ¿Con qué aceleración desciende la esquiadora?

b) ¿Qué distancia recorre en 10 segundos?

5) Los cuerpos A, B y C de la figura tienen masas de 10 kg , 15 kg y 20 kg respectivamente. Se aplica una fuerza F igual a 90 N al cuerpo C.

a) Realizar el diagrama del cuerpo libre para cada uno de los carritos A, B y C y para las cuerdas que unen A con B y B con C (Considerar que la masa de las cuerdas es despreciable y que son inextensibles)

b) Plantear la 2da. ley de Newton para cada carrito y para cada cuerda.

c) Calcular la aceleración de cada carrito.

d) Calcular las siguientes fuerzas: la que la soga 1 ejerce sobre el cuerpo A, la que la soga 1 ejerce sobre el cuerpo B, la que la soga 2 ejerce sobre el cuerpo B y la que la soga 2 ejerce sobre el cuerpo C.

e) Determinar la fuerza neta o resultante sobre cada carrito.

f) Si el sistema se mueve hacia arriba por un plano inclinado 7º con respecto a la horizontal, calcular la aceleración de cada carrito, la fuerza que ejerce cada soga y la fuerza resultante sobre cada carrito

6) A un cuerpo de peso P apoyado sobre una superficie horizontal sin rozamiento, se le aplica una fuerza horizontal constante F. Entonces se cumple que:


  1. El cuerpo se mueve con velocidad constante

  2. El cuerpo se mueve sólo si F>P

  3. La velocidad del cuerpo aumenta en forma directamente proporcional al tiempo

  4. La velocidad del cuerpo aumenta en forma directamente proporcional a la distancia recorrida.

  5. La distancia que recorre el cuerpo es directamente proporcional al tiempo.

7
)
Dos fuerzas concurrentes, F1 de 60 N y F2 de 70 N forman entre sí un ángulo de 70º. Para obtener un sistema de fuerzas en equilibrio se aplica una fuerza F3 ¿Cuánto deben valer, aproximadamente, el módulo de F3 y el ángulo que forma dicha fuerza con F1?
8) Mario y Javier están ayudando a Pedro, cuya masa es de 60 kg, a salir de un pozo. ¿Qué fuerza deberían estar ejerciendo cada uno para poder sostener a Pedro en equilibrio en la posición indicada?

 300 Newton  350 Newton  600 Newton


875 Newton  1160 Newton  2320 Newton
9) Alberto y Carlos están ayudando a Damián, cuya masa es de 60 kg, a salir de un pozo. Calcular la fuerza que debe estar ejerciendo cada uno de ellos para sostener a Damián en equilibrio en la posición indicada.


10) Una caja que pesa 100 kgf está apoyada sobre una superficie horizontal. Se le aplica una fuerza F = 25 kgf paralela a la superficie. Cuando la caja ha recorrido 3 metros ha alcanzado una velocidad de 3 m/s. ¿Cuánto vale la fuerza de rozamiento que actúa sobre la caja?

 0 25 kgf 20 kgf 15 kgf  10 kgf  5 kgf



11) Un piano de peso P es subido por medio de una soga con una velocidad constante de 10 cm/seg hasta el cuarto piso de un edificio y luego bajado mediante esa soga con una velocidad constante de 20 cm/seg. Entonces, la fuerza de la soga:

 es menor que P tanto en el ascenso como en el descenso

 es igual a P tanto en el ascenso como en el descenso

 es igual que P durante el ascenso y menor que P durante el descenso

 es mayor que P durante el ascenso y menor que P durante el descenso

 es mayor que P tanto en el ascenso como en el descenso

 es menor que P durante el ascenso y mayor que P durante el descenso

12) Un bloque de masa m = 3,5 kg apoyado sobre un plano inclinado 18 se lanza hacia arriba con una velocidad inicial vo = 9 m/s paralela al plano inclinado y tarda 1,5 segundos en detenerse.

a) ¿Qué distancia recorre el bloque en ese tiempo?

b) ¿Cuánto vale el coeficiente de rozamiento cinético entre la superficie del plano inclinado y el bloque?

c) ¿Cuánto tarda en regresar al punto desde el que fue lanzado?

1
3)
El sistema de la figura está inicialmente en reposo. El coeficiente de rozamiento entre la superficie horizontal y el bloque A es e.

a) Para que el sistema permanezca en reposo se debe cumplir que:

i) Froz = emAg ii) Froz = mBg iii) mA = mB iv) mA > mB

b) Para que el sistema comience a moverse se debe cumplir que:

i) mB > mA ii) mB/mA > e iii) mA = mB

14) Se desea construir una cinta transportadora para elevar cajas de cartón que pesan 300 N incluyendo su contenido. La velocidad de la cinta es constante, de 2 m/s, y su inclinación con la horizontales de 37º. Se dispone de tres materiales para la cinta. Cada uno de ellos tiene diferente coeficiente de rozamiento estático con el cartón.

Tela plástica e= 0,4 Lona e = 0,7 Goma e = 0,8



    1. Elegir el o los materiales adecuados. Justificar con claridad el criterio utilizado.

    2. Hallar la intensidad de la fuerza de rozamiento sobre la caja e indicar su sentido.

    3. Si las mismas cajas se trasportan llenas con otro producto que las hace más pesadas, ¿se podrán subir sin que resbalen? ¿Y si se transportan vacías? Justificar.

NOTA: Se supone que las cajas se colocan y retiran de la cinta cuando está ya está en movimiento de manera que no tengan que sufrir frenadas ni “arranques”.

1

Material

E

A

0,10

B

0,25

C

0,30
  1   2   3   4


La base de datos está protegida por derechos de autor ©espanito.com 2016
enviar mensaje