Fisica

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10.1. Calcule la torca (magnitud y dirección) alrededor del punto O
debido a la fuerza en cada una de las situaciones mostradas en la figura
10.37. En todos los casos, la fuerza y la varilla están en el plano
de la página, la varilla mide 4.00 m de largo y la fuerza tiene magnitud
F 5 10.0 N.


10.2. Calcule la torca neta alrededor del punto O para las dos fuerzas
aplicadas como en lafigura 10.38. La varilla y las dos fuerzas están en
el plano de la página.

10.3. Una placa metálica cuadrada de 0.180 m por lado pivotea sobre
un eje que pasa por el punto O en su centro y es perpendicular a la placa
(figura 10.39). Calcule la torca neta alrededor de este eje debido
a las tres fuerzas mostradas en la figura, si sus magnitudes son F1 5
18.0 N, F2 5 26.0 N y F3 5 14.0 N.10.10. Un cordón se enrolla en el borde de una rueda sólida uniforme
de 0.250 m de radio y masa de 9.20 kg. Se tira del cordón con una fuerza
horizontal constante de 40.0 N hacia la derecha, quitándolo tangencialmente
de la rueda, la cual está montada con cojinetes sin fricción
en un eje horizontal que pasa por su centro. a) Calcule la aceleración
angular de la rueda y la aceleración de la partedel cordón que ya
se haya retirado de la rueda. b) Encuentre la magnitud y la dirección de
la fuerza que el eje ejerce sobre la rueda. c) ¿Por qué las respuestas
a los incisos a) y b) cambiarían si el tirón fuera hacia arriba en vez
de horizontal?

10.14. Una cubeta con agua de 15.0 kg se suspende de una cuerda ligera,
enrollada en un cilindro sólido de 0.300 m de diámetro y masa de
12.0kg. El cilindro pivotea en un eje sin fricción que pasa por su centro.
La cubeta se suelta del reposo en el borde de un pozo y cae 10.0 m
al agua. a) ¿Qué tensión hay en la cuerda mientras la cubeta cae?
b) ¿Con qué rapidez golpea la cubeta el agua? c) ¿Cuánto tarda en caer?
d) Mientras la cubeta cae, ¿qué fuerza ejerce el eje sobre el cilindro?

10.16. Una caja de 12.0 kg que descansa sobreuna superficie horizontal
sin fricción está unida a un peso de 5.00 kg con un alambre delgado
y ligero que pasa por una polea sin fricción (figura 10.44). La polea
tiene la forma de un disco sólido uniforme con masa de 2.00 km y diámetro
de 0.500 m. Después de que el sistema se libera, calcule a) la
tensión en el alambre en ambos lados de la polea, b) la aceleración de
la caja, y c) lascomponentes horizontal y vertical de la fuerza que el
eje ejerce sobre la polea.

10.17. Un poste delgado uniforme
de 15.0 kg y 1.75 m de longitud se
mantiene vertical mediante un cable
y tiene unidos una masa de 5.00
kg (como se indica en la figura
10.45) y un pivote en su extremo
inferior. La cuerda unida a la masa
de 5.0 kg pasa por una polea sin
masa y sin fricción, y tiraperpendicularmente
del poste. De repente,
el cable se rompe. a) Encuentre la
aceleración angular del poste alrededor
del pivote cuando el cable se
rompe. b) La aceleración angular calculada en el inciso a) permanece
constante conforme el poste cae (antes de que golpee la polea)? ¿Por
qué? c) ¿Cuál es la aceleración de la masa de 5.00 kg después de que el cable se rompe? ¿Dicha aceleración permanececonstante? Explique su
respuesta.



10.64. Un bloque con masa m 5 5.00 kg baja deslizándose por
una superficie inclinada 36.9° con respecto a la horizontal (figura
10.55). El coeficiente de fricción
cinética es 0.25. Un cordón atado
al bloque está enrollado en un
volante con masa de 25.0 kg y
con su eje fijo en O, y momento
de inercia con respecto al eje de 0.500 kg m^2
. El cordón tirasin
resbalar a una distancia perpendicular
de 0.200 m con respecto
a ese eje. a) ¿Qué aceleración
tiene el bloque? b) ¿Qué tensión
hay en el cordón?

10.65. Dos discos metálicos, uno con radio R1 5 2.50 cm y masa
M1 5 0.80 kg y el otro con radio R2 5 5.00 cm y masa M2 5 1.60
kg, se sueldan entre sí y se montan en un eje sin fricción que pasa
por su centro común, como en el problema...
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