GUIA DE EJERCICIOS N6 INGENIERÍA PLAN COMÚN Y GEOLOGÍA - FÍSICA I

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Sergio Montes Redondo
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UNIVERSIDAD DE ATACAMA Facultad de Ciencias Naturales Departamento de Física GUIA DE EJERCICIOS N6 INGENIERÍA PLAN COMÚN Y

R: 8 m/s 2 2. En la figura, se tienen dos bloques m 1 y m 2 de 2 y 4 kg, respectivamente.

R: 20 N 3. Dos bloques están en contacto, como se muestra en la figura, sobre una mesa sin fricción.

dos bloques. R: 1 N 4. Un bloque de 50N de peso se ubica sobre un plano inclinado en un ángulo α de 30º con la horizontal.

1 UNIVERSIDAD DE ATACAMA Facultad de Ciencias Naturales Departamento de Física GUIA DE EJERCICIOS N6 INGENIERÍA PLAN COMÚN Y GEOLOGÍA - FÍSICA I 1. Calcular la aceleración (en m/s 2 ), si: m = 5 kg, F 1 = 20 N y F 2 = 60 N, el plano es liso. R: 8 m/s 2 2. En la figura, se tienen dos bloques m 1 y m 2 de 2 y 4 kg, respectivamente. Si se aplica una fuerza constante de 30 N al primer bloque, calcular la tensión en la cuerda. Desprecie el rozamiento. R: 20 N 3. Dos bloques están en contacto, como se muestra en la figura, sobre una mesa sin fricción. Se aplica una fuerza horizontal a un bloque, si m 1 = 2 kg, m 2 = 1 kg y F = 3 N; encuentre la fuerza de contacto entre los dos bloques. R: 1 N 4. Un bloque de 50N de peso se ubica sobre un plano inclinado en un ángulo α de 30º con la horizontal. El bloque se sujeta con una cuerda ideal que se encuentra fija en la parte superior del plano inclinado, como se muestra en la figura. Calcular la tensión de la cuerda y la fuerza normal. R: T = 25 N; N = 43,2 N

5. El sistema de la figura se encuentra en equilibrio. Los cables forman ángulos de 30º y 60º con la horizontal y el bloque pesa 100 N. Calcular la tensión en los cables. R: T1 = 100 N; T2 = 50 N; 86.

En el instante inicial los cuerpos se encuentran en reposo: a) dibujar el diagrama de cuerpo libre para cada cuerpo. b) Escribir las ecuaciones de movimiento para cada cuerpo.

2 5. El sistema de la figura se encuentra en equilibrio. Los cables forman ángulos de 30º y 60º con la horizontal y el bloque pesa 100 N. Calcular la tensión en los cables. R: T1 = 100 N; T2 = 50 N; 86.6 N 6. Dos bloques de masas 1 y 2 kg respectivamente, cuelgan de los extremos de una cuerda ligera y flexible que pasa por una polea sin roce, sujeta al techo; el sistema se llama máquina de Atwood. En el instante inicial los cuerpos se encuentran en reposo: a) dibujar el diagrama de cuerpo libre para cada cuerpo. b) Escribir las ecuaciones de movimiento para cada cuerpo. c) Calcular la magnitud de la tensión de la cuerda cuando el sistema está en movimiento R: 13.3 N 7. Un cuerpo cuyo peso es 100 N es sostenido por tres cuerdas, como se ilustra en la figura. Determinarla magnitud de las tensiones de las tres cuerdas. R: T1 = 60,1 N; T2 = 41,6 N 8. En el sistema mostrado en la figura, la magnitud de la aceleración es de 4 m/s 2 y su dirección es bajando el plano inclinado. Las poleas y cuerdas poseen masas despreciables y no existe roce. Si la masa m2 = 3 kg, determine: a) El valor de la masa del cuerpo 1. b) La magnitud de la tensión en la cuerda. R: a) 46 [Kg]; b) 41,4 [N]

9. La figura muestra dos bloques que deslizan sin roce, siendo m 1 = 6kg, m 2 = 8 kg y F = 14 N. Determinar: a) La magnitud de la aceleración. b) La magnitud de la tensión en la cuerda. 10.

3 9. La figura muestra dos bloques que deslizan sin roce, siendo m 1 = 6kg, m 2 = 8 kg y F = 14 N. Determinar: a) La magnitud de la aceleración. b) La magnitud de la tensión en la cuerda. 10. Una fuerza de magnitud 50 N es aplicada sobre un cuerpo A de masa 30 kg, el que a su vez se encuentra en contacto con un cuerpo B de masa 20 kg tal como se indica en la figura. Ambos cuerpos se encuentran sobre una superficie lisa (sin roce), determine: a) La aceleración del sistema b) La magnitud de las fuerzas de interacción entre los cuerpos A y B F 50 N A B m R: a) a 1 ; b) 20 [N] 2 s 11. Dos cuerpos de masas 10 Kg y 20 Kg respectivamente, están unidos por una cuerda sobre una superficie horizontal. Suponiendo el roce despreciable, calcular la fuerza que es necesario aplicar para darles una aceleración de 2,0 m/s 2. Determine la tensión en la cuerda. F 10 Kg 20 Kg 12. Dado el siguiente sistema en equilibrio, donde la masa es de 8 Kg, determine la tensión en todas las cuerdas. 30 º 50º m R: La magnitud de la tensión en cada cuerda son: 51,2 [N]; 68.9[N] y 78,4 [N].

4 13. Determine la magnitud de las tensiones A y B. La masa colgante tiene una masa de 5 Kg. 14. En el sistema mostrado en la figura, el bloque de masa M se ubica sobre el plano liso inclinado en un ángulo α con respecto la horizontal. La polea por donde cuelga otro cuerpo de masa m conectado a M es ideal y la cuerda se considera inextensible y de masa despreciable. Calcular, en función de los datos, la magnitud de la aceleración de las masas M y m y la magnitud de la tensión de la cuerda. 15. Dos cuerpos de masa m 1 3 Kg y m 2 2 Kg M sen m M m R: g, están unidos mediante una cuerda inextensible que pasa por una polea de masa y rozamiento despreciable, calcule: a) La aceleración del sistema. b) La tensión en la cuerda. m 1 m Un cuerpo de masa m 2 = 2,0 Kg sobre una superficie horizontal está unido por cuerdas en sentidos opuestos, que pasan por dos poleas, con dos cuerpos que cuelgan, de masa m 1 = 1,0 Kg y m 3 = 3,0 Kg, respectivamente. Suponiendo despreciables las masas de las cuerdas y de las poleas, así como el roce: a) Calcular la aceleración del sistema y las tensiones de las cuerdas. m 2 m 1 m 3

5 17. Si un bloque de masa m se ubica sobre un plano sin roce, inclinado un ángulo α con respecto a la horizontal, como se muestra en la figura, partiendo del reposo, resbalará una distancia D a lo largo del plano. Determine la rapidez del bloque cuando ha recorrido la distancia D a lo largo del plano inclinado.

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