Academia Local de Física. Ing. Rafael A. Sánchez Rodríguez

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15 15 Problemas. 1) 4.1. Dibuje un diagrama de cuerpo libre correspondiente a las situaciones ilustradas en la figura 4.19a y b. Descubra un punto donde actúen las fuerzas importantes y represente cada fuerza como un vector. Calcule el ángulo de referencia y marque las componentes. 2) 4.2. Estudie cada una de las fuerzas que actúan en el extremo de la viga ligera de la figura Dibuje el diagrama de cuerpo libre apropiado. 3) 4.3. Tres ladrillos idénticos están atados entre sí por medio de cuerdas y penden de una balanza que marca en total 24 N. Cuál es la tensión de la cuerda que soporta al ladrillo inferior? Cuál es la tensión en la cuerda que se encuentra entre el ladrillo de en medio y el superior? 4) 4.4. Una sola cadena sostiene una polea que pesa 40 N. Entonces se conectan dos pesas idénticas de 80 N con una cuerda que pasa por la polea. Cuál es la tensión en la cadena que sostiene todo el conjunto? Cuál es la tensión en cada una de las cuerdas? Academia Local de Física.

16 5) 4.5. Si el peso del bloque de la figura 4.19a es de 80 N, cuáles son las tensiones en las cuerdas A y B? 6) 4.6. Si la cuerda B de la figura 4.19a se rompe con tensiones mayores de 200 Ib, cuál es el máximo peso W que puede soportar? 7) 4.7. Si W = 600 N en la figura 4.19b, cuál es la fuerza que ejerce la cuerda sobre el extremo de la vigueta Al Cuál es la tensión en la cuerda B1 8) 4.8. Si la cuerda B de la figura 4.19a se rompe cuando su tensión es mayor de 400 N, cuál es el peso máximo W? 9) 4.9. Cuál es el peso máximo W en el caso de la figura 4.19b si la cuerda sólo puede soportar una tensión máxima de 800 N? 10) Un bloque de 70 N reposa sobre un plano inclinado a 35. Calcule la fuerza normal y halle la fuerza de fricción por la que el bloque no resbala. 11) Un cable está tendido sobre dos postes colocados 4 con una separación de 10 m. A la mitad del cable se cuelga un letrero que provoca un pandeo, por lo cual el cable desciende verticalmente una distancia de 50 cm. Si la tensión en cada segmento del cable es de 2000 N, cuál es el peso del letrero? 12) Un semáforo de 80 N cuelga del punto medio de un cable de 30 m tendido entre dos postes. Halle la tensión en cada segmento del cable si éste tiene un pandeo que lo hace descender una distancia vertical de 1 m. 13) *4.13. Los extremos de tres vigas de 8 ft están clavados unos con otros, formando así un trípode cuyo vértice se encuentra a una altura de 6 ft sobre el suelo. Cuál es la compresión que se produce en cada una de esas vigas cuando un peso de 100 Ib se suspende de dicho vértice? 14) Un cuadro de 20 N se cuelga de un clavo, como indica la figura 4.21, de manera que las cuerdas que lo sostienen forman un ángulo de 60. Cuál es la tensión en cada segmento de la cuerda? 16 Academia Local de Física.

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30 30 Problemas 1) 5.1. Dibuje e identifique con un letrero el brazo de palanca de la fuerza F sobre un eje en el punto A de la figura 5.11a. Cuál es la magnitud del brazo de palanca? Academia Local de Física.

31 31 2) 5.2. Calcule el brazo de palanca sobre el eje B de la figura 5.11a. 3) 5.3. Dibuje y marque el brazo de palanca si el eje de rotación está en el punto A de la figura 5.1 Ib. Cuál es la magnitud del brazo de palanca? 4) 5.4. Halle el brazo de palanca en el eje B de la figura 5.11b. 5) 5.5. Si la fuerza F de la figura 5.11a es igual a 80 Ib, cuál es el momento de torsión resultante respecto al eje A (considerando insignificante el peso de la varilla)? Cuál es el momento de torsión resultante respecto al eje B1 6) 5.6. La fuerza F ilustrada en la figura 5.11b es de 400 N y el peso del hierro del ángulo es insignificante, cuál es el momento de torsión resultante respecto al eje A y al eje B1 7) 5.7. Una correa de cuero está enrollada en una polea de 20 cm de diámetro. Se aplica a la correa una fuerza de 60 N. Cuál es el momento de torsión en el centro del eje? 8) 5.8. La varilla liviana de la figura 5.12 tiene 60 cm de longitud y gira libremente alrededor del punto A. Halle la magnitud y el signo del momento de torsión provocado por la fuerza de 200 N, si el ángulo d es de (a) 90, (b) 60, (c) 30 y (d) 0o. 9) Cuál es el momento de torsión resultante respecto al punto A de la figura 5.13? No tome en cuenta el peso de la barra. 10) Calcule el momento de torsión resultante en el caso de la figura 5.13 si el eje se mueve hasta el extremo izquierdo de la barra. 11) Qué fuerza horizontal se debe aplicar en el punto A de la figura 5.11b para que el momento de torsión resultante respecto al punto B sea igual a cero cuando la fuerza F = 80 N? Academia Local de Física.

32 12) Dos ruedas de 60 cm y 20 cm de diámetro están unidas y giran sobre el mismo eje como muestra la figura Cuál es el momento de torsión resultante respecto a un eje central para los pesos indicados? 32 13) Una regla graduada de material uniforme se ha equilibrado en su punto medio sobre un solo punto de apoyo. Una pesa de 60 N se cuelga en la marca de 30 cm. En qué punto será necesario colgar una pesa de 40 N para equilibrar el sistema? 14) En una regla graduada se colocan pesas de 10 N, 20 N y 30 N en las marcas de 20 cm, 40 cm y 60 cm, respectivamente. La regla se equilibra sobre un solo apoyo en su punto medio. En qué punto habrá que agregar una pesa de 5 N para obtener el equilibrio? 15) Una tabla de 8 m con peso insignificante está sostenida en un punto localizado a 2 m del extremo derecho, donde se le aplica un peso de 50 N. Qué fuerza descendente se debe ejercer en el extremo izquierdo para alcanzar el equilibrio? 16) Cuáles deben ser las fuerzas F y F para que se alcance el equilibrio en la figura 5.17? No tome en cuenta el peso de la barra. 17) Considere la barra ligera sostenida como se indica en la figura Cuáles son las fuerzas que ejercen los soportes A y B? Academia Local de Física.

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