CAPÍTULO 4. Dinámica de una partícula - Biblioteca

Dinámica de una partícula Hugo Medina Guzmán
10. Una masa de 5kg cuelga de una cuerda de 1m de
longitud que se encuentra sujeta a un techo. Calcular
la fuerza horizontal que aplicada a la masa la desvíe
30 cm de la vertical y la mantenga en esa posición.
Respuesta. 15,7 N.
→
11. Tres fuerzas F ( iˆ
2 ˆ
1 = − 2 + j)
→
→
F = ( 5iˆ
− 3 ˆj
) N y F = ( − 45iˆ
)
2
3 N que actúan
sobre un objeto le producen una aceleración de valor
3 m/s 2 .
a) ¿Cuál es la dirección de la aceleración?
b) ¿Cuál es la masa del objeto?
c) Si el objeto esta inicialmente en reposo, calcular su
velocidad después de 10s?
12. Una mano ejerce una fuerza horizontal de 5 N
para mover hacia la derecha a dos bloques en
contacto entre sí uno al lado del otro, sobre una
superficie horizontal sin roce. El bloque de la
izquierda tiene una masa de 2 kg y el de la derecha de
1 kg.
a) Dibujar el diagrama de cuerpo libre para cada
bloque.
b) Calcular la aceleración del sistema,
c) Calcular la aceleración y fuerza sobre el bloque de
1 kg,
d) Calcular la fuerza neta actuando sobre cada
cuerpo.
Respuesta. b) 5/3 m/s 2 , c) 5/3 m/s 2 , 5N, d) 5 N.
13. Una fuerza F aplicada a un objeto de masa m1
produce una aceleración de 3 m/s 2 . La misma fuerza
aplicada a una masa m2 produce una aceleración 1
m/s 2 .
a) ¿Cuál es el valor de la proporción m1/m2?
b) Si se combinan m1 y m2, encuentre su aceleración
bajo la acción de F.
Respuesta. a) 1/3, b) 0,75 m/s 2 .
14. Dos bloques de masas M y 3M ubicado a la
derecha de M, que están sobre una mesa horizontal
lisa se unen entre sí con una varilla de alambre
horizontal, de masa despreciable. Una fuerza
horizontal de magnitud 2Mg se aplica sobre M hacia
la izquierda.
a) Hacer los diagrama de cuerpo libre.
b) Calcular la aceleración del sistema.
c) Calcular la tensión del alambre.
Respuesta. b) 5 m/s 2 , c) 15Mg N.
15. Dos paquetes se colocan sobre un plano inclinado
como muestra la figura. El coeficiente de rozamiento
entre el plano y el paquete A es 0,25 y entre el plano
y el paquete B es 0,15. Sabiendo que los paquetes
están en contacto cuando se dejan libres, determinar:
a) la aceleración de cada paquete,
b) la fuerza ejercida por el paquete A sobre el B.
c) Resolver el problema invirtiendo las posiciones de
los paquetes.
N,
41
Respuesta: a) A = aB
= 0,
738
a m/s 2 , b) 5,68 N
16. Un bloque A de 100 kg está unido a un contrapeo
8 de 25 kg mediante un cable dispuesto como muestra
la figura. Si el sistema se abandona en reposo,
determinar:
a) la tensión en el cable.
b) la velocidad de B transcurridos 3 s,
c) la velocidad de A cuando ha recorrido 1,2 m.
Respuesta. a) 302 N, b) 6,79 jˆ m/s, c) -1,346 jˆ m/s
17. Determinar la aceleración de cada uno de los
bloques de la figura, ¿Que bloque llega primero al
suelo?
mA=5kg, mB = 15 kg, mC = 10kg
→
4,
04 ˆ
Respuesta. a A == j m/s 2 ,
→
a B == −0,
577 ˆj
C llega primero.
m/s 2 →
, a C == − ˆj
m/s 2
2,
89
18. En la figura μ = 0,45 , 5 kg . A m = 5 kg, m B =
20 kg m C = 15 Kg. determinar la aceleración de cada
bloque.