Asignatura Física General

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Guía de Ejercicios No 3
1. Dos masas, m 1 y m 2 , situadas sobre una superficie horizontal sin fricción, se
conectan mediante una cuerda ligera. Una fuerza F se ejerce sobre una de las
masas a la derecha. Determine la aceleración del sistema y la tensión T en la
cuerda.
T F
m 1
m 2
2. Considere los tres bloques conectados como se muestra en el diagrama. Si el
plano inclinado es sin fricción y el sistema esta en equilibrio, determine en
función de m, g y θ:
a. La masa M
b. Las tensiones T 1 y T 2 .
T 2
T 1
m
θ
M
2m
3. A un bloque se le da una velocidad inicial de 5 m/s hacia arriba de un plano sin
fricción con una inclinación de 20 °. ¿Cuán alto se desliza el bloque sobre el
plano antes de que se detenga?
4. Un bloque de 25 kg está inicialmente en reposo sobre una superficie horizontal.
Se necesita una fuerza horizontal de 75 N para poner el bloque en movimiento.
Después de que empieza a moverse se necesita una fuerza de 60 N para
mantener al bloque en movimiento con rapidez constante. Determine ls
coeficientes de fricción estática y cinética a partir de esta información.
5. Tres bloques están en contacto entre sí sobre una superficie horizontal sin
fricción, como se muestra en la figura. Una fuerza horizontal F es aplicada a m 1 .
Si m 1 = 2 kg, m 2 = 3 kg, m 3 = 4 kg y F = 18 N, determine: a) la aceleración de los
bloques, b) la fuerza resultante sobre cada bloque y c) las magnitudes de las
fuerzas de contacto entre los bloques.

F
m 1 m 2
m 3
6. Dos fuerzas, F 1 = ( -6i-4j) N y F 2 = (-3i+7j) N actúan sobre una partícula de 2 kg
de masa que inicialmente está en reposo en las coordenadas ( -2 m, + 4 m). a)
¿Cuáles son las componentes de la velocidad de la partícula en t = 10 s? ¿ En
qué dirección se mueve la partícula en t = 10 s? c) ¿ Cuál es el desplazamiento
que realiza la partícula durante los primeros 10 s?
7. Un bloque de 3 kg parte del reposo en la parte superior de una pendiente de 30°
y se desliza 2 m hacia abajo en 15 s. Encuentre: a) la magnitud de la aceleración
del bloque, b) el coeficiente de fricción cinética entre el bloque y el plano, c) la
fuerza de fricción que actúa sobre el bloque y d) la rapidez del bloque después
de que se ha deslizada 2 m.
8. Un bloque de 3 kg de masa es empujado contra una pared por una fuerza P que
forma un ángulo de 50° con la horizontal, como se muestra en la figura. El
coeficiente de fricción estática entre el bloque y la pared es 0,25. Determine los
posibles valores para la magnitud de P que permitirían que el bloque
permaneciera estacionario.
50°
P
9. Un muchacho arrastra su trineo de 60 N con rapidez constante al subir por una
colina de 15°. Con una cuerda unida al trineo lo jala con una fuerza de 25 N. Si
la cuerda tiene una inclinación de 35° respecto de la horizontal, a) ¿Cuál es el
coeficiente de fricción cinética entre el trineo y la nieve? b) En la parte alta de la
colina el joven sube al trineo y se desliza hacia abajo. ¿Cuál e la magnitud de su
aceleración al bajar la pendiente?
10. Un bloque de 2,2 kg de masa se acelera a lo largo de una superficie rugosa
mediante una cuerda que pasa por una polea, como se muestra en la figura. La
tensión en la cuerda es 10 N y la polea está 10 cm sobre la parte superior del
bloque. El coeficiente de fricción cinética es 0,4. a) Determine la aceleración del
bloque cuando x= 0,4 m.

M
x
T
11. Una patinadora de hielo de 55 kg se mueve a 4 m/s cuando agarra el extremo
suelto de una cuerda, el extremo opuesto está a amarad a un poste. Después se
mueve en un círculo de 0,8 m de radio alrededor del poste. a) determine la
fuerza ejercida por la cuerda sobre sus brazos.
12. Una caja de huevos se localiza en la parte media de la plataforma de una
camioneta en el momento en que ésta circula por una curva no peraltada. La
curva puede considerarse como un arco de un círculo de 35 m de radio. Si el
coeficiente de fricción estática entre la caja y la camioneta es 0,6, ¿cuál debe ser
la rapidez máxima del vehículo sin que la caja se deslice?
13. Considere un péndulo cónico con una plomada de 80 kg de masa en un alambre
de 10 m formando un ángulo de θ 5° con la vertical. Determine a) las
componentes horizontal y vertical de la fuerza ejercida por el alambre en el
péndulo y b) la aceleración radial de la plomada.
θ
14. Una cubeta con agua gira en un círculo vertical de 1 m de radio. ¿Cuál es la
rapidez mínima de la cubeta en la parte superior del círculo si no se derrama el
agua?
15. Un objeto de 0,4 kg se balancea en una trayectoria circular vertical unida a una
cuerda de 0,5 m de largo. Si su rapidez es 4 m/s, ¿cuál es la tensión en la cuerda
cuando el objeto está en el punto más alto del círculo?