Curso de Preparación Universitaria: Física Guía de Problemas No 1 ...

Problema 18: Una máquina de Atwood, como
muestra la figura, puede usarse para medir g (la
aceleración de la gravedad). Si los bloques tienen
masas casi iguales, la aceleración del sistema es
pequeña y g puede determinarse sin necesidad de
medir intervalos de tiempo pequeños. Suponga
que las masas de la cuerda y de la polea, así como
la fricción en la polea se pueden despreciar y que
por lo tanto el único efecto de la polea es cambiar
de la dirección de la cuerda.
a) Demuestre que g puede determinarse a
partir de la expresión
a(
m + m )
1 2
g = . En
( m − m )
esta expresión a es el módulo de la
aceleración de los bloques y se ha
supuesto que la masa m2 del bloque 2 es
ayor que la masa m1 del bloque 1.
Guía de Problemas N o 3: Dinámica: Leyes de Newton
2
1
4
b) Suponga que lo envían al planeta Norc a
medir el módulo de la aceleración de la
gravedad g en su superficie. Usando una
máquina de Atwood con m2 = 4.85 kg y m1 =
4.65 kg, suelta los bloques desde el reposo y
encuentra que se mueven una distancia de
0.50 m en 2.5 s. ¿Cuánto vale g en el planeta
Norc?
Problema 19: Demuestre que la tensión de la cuerda en una máquina de Atwood es:
para el caso en que m2 > m1, entonces m1 g < T < m2 g.
2m
m g 1 2
T = y que
( m + m )
Problema 20: Una máquina de Atwood, como muestra la figura del problema 18, tiene suspendidas masas
m1 y m2 de 0.15 kg y 0.20 kg, respectivamente. ¿Cuál es la aceleración de los bloques? ¿Cuál es la tensión de
la cuerda durante el movimiento?
Problema 21: Analice las fuerzas que actúan en una máquina de Atwood con masas m1 y m2 (similar al de la
figura del problema 18) en términos de la 3 ra ley de Newton, es decir indicando cuales fuerzas forman pares
de interacción (acción--reacción). Considere a la Tierra como parte del sistema y tome al mismo en
equilibrio estático.
Problema 22: [*] Dos bloques cuyas masas son mA = 50 kg y mB desconocida son arrastrados por una fuerza
F cuyo módulo es de 450 N, tal como se indica en la figura. No hay rozamiento.
a) Encuentre el valor de la masa del bloque mB que le permita al sistema ascender con una velocidad
constante.
2
1