Ejercicios variados de física

Ejercicios de fuerzas con solución
Estática
1) Hay una piedra de 200 kg en una rampa como la del dibujo. Calcula cuánto debe valer la fuerza de rozamiento con el suelo para que no se deslice por la pendiente. (Resultado: 828,3 N )

2) Hay un coche de 1000 kg en una rampa como la del dibujo. Calcula: a) Cuánto debe valer la fuerza de rozamiento con el suelo para que no se deslice por lapendiente. (Resultado: 2536 N) b) El valor del coeficiente de rozamiento. (Resultado: μ = 0,27)

3) Estamos colgando de una cuerda entre dos rocas como se muestra en el dibujo. Calcula la tensión sobre cada lado de la cuerda. ¿Cuál de los dos lados es más fácil que se rompa? (Resultado: |T1|=430,5 N; |T2|=527,7 N )

Dinámica
21) Un objeto de 5 kg de masa está en reposo sobre una superficiehorizontal. Si se le aplica una fuerza de 10 N en dirección horizontal durante 3 s, calcular la velocidad que alcanzará y el espacio que recorrerá. (Resultado: |v|= 6m/s: |e|= 9m ) 22) Un coche de 1000 kg que se mueve a 30 m/s frena y se detiene en 6 s. Calcula la fuerza total que tienen que hacer sus ruedas sobre el suelo para detenerse. (Resultado: 5000 N) Solución Solución Solución Solución

23)Explica la razón por la que para tomar una curva en una bicicleta tienes que inclinarte hacia el interior de la curva.

24) Un coche de 1200 kg toma a 108 km/h una curva de 100 m de radio sin peraltar (es decir, su superficie es horizontal). Calcula la fuerza centrípeta necesaria para que no se salga de la carretera. (Resultado: 10800 N)

25) Un coche que estaba detenido en una rampainclinada 20°, arranca y recorre 100 m en 20 s. Si suponemos que no hay rozamiento y la masa del coche es de 1200 kg, calcular: a) La aceleración del coche. (Resultado: a = 0,5 m/s2) b) La fuerza que tiene que hacer el motor. (Resultado: F = 4626 N) 26) Un cuerpo de 5 kg está en un plano inclinado y la superficie tiene un coeficiente de rozamiento de 0,25. Calcular: a) La aceleración si el plano estáinclinado 35°. (Resultado: a = 3,62 m/s2) b) La inclinación mínima para que el objeto se deslice. (Resultado: α = 14° 2' ) 27) Un péndulo cónico con una masa de 3 kg cuelga de una cuerda ideal y gira en una circunferencia horizontal de 80 cm de radio con una velocidad angular de 2 rad/s. Calcular: a) El ángulo que la cuerda forma con la vertical. (Resultado: θ = 18° 5' )
b) La tensión de la cuerda.(Resultado: T = 30,9 N)


Fuerzas de rozamiento
41) Calcular la masa de una caja sabiendo que para arrastrarla por un suelo horizontal se requiere una fuerza de 800 N sobre una superficie con la que tiene un coeficiente de rozamiento µ=0,25. (Resultado: m=326 kg) 42) Un niño de 40 kg desliza por un tobogán inclinado 25°. Calcula: a) El valor del módulo de la resultante de las fuerzas paralelasal tobogán si el coeficiente de rozamiento es µ=0,2 b) Cuánto acelerará el niño. (Resultado: |Fresultante|=94,7 N, |a|=2,37 m/s2) 43) Un coche de 600 kg sube a velocidad constante por un plano inclinado de 30º sobre una superficie de coeficiente de rozamiento es µ=0,2: a) Dibuja las fuerzas que actúan sobre el coche. b) Calcula la fuerza de rozamiento. (Resultado: |Frozamiento|= 1018 N cuestaabajo) c) Calcula la fuerza del motor necesaria para que el coche ascienda con velocidad constante. (Resultado: |Fmotor|= 3958 N cuesta arriba) 44) Un esquiador está en una pista con 25° de pendiente. Con su equipo, pesa 85 kg y el coeficiente de rozamiento con la nieve es µ=0.05. Calcular con qué aceleración deslizará cuesta abajo (Resultado: a = 3,7 m/s2) Solución Solución Solución SoluciónSistemas acelerados
61) Una persona de 70 kg está en pie en un ascensor. Calcular la fuerza que ejerce el suelo del ascensor sobre esa persona en los siguientes casos: a) El ascensor está en reposo. (Resultado: F = 686 N) b) El ascensor asciende a 5 m/s. (Resultado: F = 686 N) c) El ascensor asciende a 5 m/s2. (Resultado: F = 1036 N) d) El ascensor desciende a 3 m/s2. (Resultado: F = 476 N)...