000036 EJERCICIOS PROPUESTOS DE FISICA DINAMICA
Universidad de Antioquia
Instituto de Física
Problemas propuestos sobre Dinámica
Nota: Si se encuentra algún error en las respuestas, le agradecemos reportarlo a su profesor de Teoría de
Física I. para ser corregido.
1. Un bloque de masa MA se coloca sobre una
A
masa MB = 10 kg, que esta unido a una masa
BMC = 5 kg por medio de una cuerda, como lo
indica la figura 1. El coeficiente de fricción
estático entre los bloques A y B es 0.2.
Desprecie la fricción en la polea y entre el
bloque B y la mesa. Suponga que la polea tiene
C
Figura 1
a) Dibujar todas las fuerzas que actúan sobre A, B y C.b) Escribir las ecuaciones de movimiento para cada uno de estos tres objetos.
c) Encontrar la masa mínima de A que evitará el movimiento de B.
d) Calcular la aceleración del sistema si A se separa de B
Rta: c) 25.0 kg; d) 1.96 m/s2.
2. Un conjunto de tres bloques, M1 = 3.0
kg, M2 = 2.0 kg y M3 = 1.0 kg agrupados
F
horizontalmente como se muestra en la
figura 2, son empujados sobre una
superficie horizontal sin fricción por una
fuerza F de 12.0 N.M3
M2
M1
Figura 2
a) Dibujar todas las fuerzas que actúan sobre cada bloque.
b) Escribir las ecuaciones de movimiento para cada bloque.
c) Calcular la fuerza neta horizontal para cada bloque.
Rta: c) 6.0 N, 4.0 N y 2.0 N.
3. El bloque A de la figura 3 tiene masa de 4.00 kg, y el B, de 12.0 kg. El coeficiente de fricción cinético entre B y la superficie horizontal es de 0.25. a) ¿Qué masa tiene el
bloque C si B se mueve a la derecha con aceleración de 2.00 m/s2? b) ¿Qué tensión hay
en cada cuerda en la situación anterior?
1
2
B
C
A
Figura 3
Rta: a) 12.9 kg; b) 47.2 N y 101.0 N.
4. Un bloque A de peso 98.0 N se
encuentra sobre un bloque B de peso 196
N. El coeficiente de rozamiento entre
todas las superficies es de 0.2. Calcular
la fuerza necesaria para arrastrar el
bloque B a velocidad constante en los
tres casos de la figura 4.
A
F
F
A
F
F
B
A
F
F
B
Figura 4
Rta: 58.8 N; 78.4 N y 98.0 N.
5. En el sistema mostrado en la figura 5,
la masa M1 desliza sobre una superficie
B
M1
horizontal. El coeficiente de fricción
entre M1 y la superficie horizontal es µ.
Las dos poleas son ideales y de masa
Figura 5
M2
a) Dibujar todas las fuerzas que actúan sobre M1, M2 y la polea móvil.
b) Escribir las ecuaciones de movimiento para cada cuerpo.
c) Si M1,= 0.5 kg , M2, = 0.1 kg y µ= 0.1 encuentre la aceleración de cada una de estas
masas y la tensión en cada cuerda.
2
3
Rta: c) 0.65 N; 1.33 N; 1.63 m/s2 y 3.26 m/s2.
6. Se observa que el sistema de la figura 6 tiene una aceleración de 1.5 m
s2. Suponga que los coeficientes de
rozamiento entre cada bloque y los
planos inclinados son los mismos.
a) Dibuje las fuerzas que actúan sobre
cada bloque. b) Escriba las ecuaciones
de movimiento para cada bloque. c)
Calcule el coeficiente de rozamiento
cinético. d) Hallar la tensión en la
3 kg.
7 kg.
37°
37°
Figura 6Rta: c) 0.11; d) 25 N.
7. Un camión acelera cuando desciende
por una colina como se muestra en la
figura 7, partiendo desde el reposo
hasta 30.0 m/s en 6.0 s. Durante la
aceleración, un juguete de masa m =
100.0 g cuelga de una cuerda del techo
del camión. La aceleración es tal que la
cuerda permanece perpendicular al
θ
m
θ
Figura7
a) El ánguloθ , b) La tensión en la cuerdaRta: a) 30.7º; b) 0.843 N.
8. Dos cuerpos de masas m = 5.0 kg y M =
10.0 kg deslizan hacia abajo sobre un plano sin
fricción inclinado un ángulo θ = 37°, como se
indica en la figura 8. En la superficie de contacto
entre los dos cuerpos hay una fuerza de fricción f
suficiente para impedir que uno deslice sobre el
m
M
θ
Figura 8
a)...
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