Fisica
Páginas: 6 (1325 palabras)
Publicado: 22 de septiembre de 2012
FIS100
GUÍA N°8
SEGUNDO SEMESTRE 2011
INFORMACION IMPORTANTE Los contenidos de la Guía 8, se evaluarán en el Certamen 3, junto con los contenidos de las guías 6 y 7. Objetivos de aprendizaje: • Comprender y usar el principio de superposición de fuerzas. • Dibujar y usar diagramas de cuerpo libre. • Comprender y aplicar el concepto de fuerzas de contacto entre superficies (roce ynormal). • Conocer y aplicar el concepto de tensión en una cuerda. • Comprender y aplicar la ley de Hooke en un resorte. • Plantear y resolver problemas de equilibrio de fuerzas en 2 dimensiones. • Plantear y resolver problemas utilizando el segundo principio de Newton en una dimensión.
r Un cuerpo de masa M = 5,0[kg] está inicialmente en F r M reposo sobre una superficie horizontal. En ciertoinstante se R comienza a aplicar una fuerza horizontal constante de magnitud F = 25,0[N], como se muestra en la figura. Mientras el cuerpo está en movimiento, la superficie ejerce sobre él una fuerza de roce constante de r magnitud R = 10,0[N], en dirección contraria a su desplazamiento. En cierto instante, deja de actuar F , y el cuerpo se detiene luego de haber recorrido 60[m] desde que partió delreposo.
1.
r
r
r
a) b) c) d)
Calcule la aceleración del cuerpo al actuar simultáneamente R y F , y cuando sólo actúa R . Dibuje un gráfico de la rapidez del cuerpo en función del tiempo.
r
Determine el instante y la posición en que F dejó de actuar. Calcule la máxima rapidez alcanzada por el cuerpo.
2. Una barcaza de 30 toneladas es remolcada a lo largo de un canal por doslocomotoras con rapidez 20° constante de 3,0[m/s], como se muestra en la figura. La 20° fuerza ejercida por cada cable sobre la barcaza tiene 3 magnitud 2,010 [N], y la dirección indicada. El agua ejerce sobre la barcaza una fuerza de roce, de magnitud constante. a) Determine la magnitud y la dirección de la fuerza de roce ejercida por el agua sobre la barcaza. b) En cierto instante se sueltanlos cables. Suponga que la fuerza de roce ejercida por el agua continua teniendo la misma magnitud constante. Calcule la distancia que recorre la barcaza y el tiempo transcurrido entre el instante en que se soltaron las cuerdas y el instante en que la barcaza se detiene.
Dos carritos de masas M1 y M2 están unidos por una L F M2 cuerda ligera de largo L y se están moviendo sobre una M1 superficiehorizontal bajo la acción de una fuerza horizontal r F constante, aplicada sobre el cuerpo de masa M2. El roce puede despreciarse. a) Encuentre una expresión algebraica para la aceleración con que se mueven los carritos, en función de sus masas y de la magnitud F de la fuerza. b) Encuentre una expresión para la tensión (*) de la cuerda. c) En t = 0 la rapidez de los carritos era V0, y en t = T secorta la cuerda. Construya un gráfico cualitativo de la rapidez de cada carrito en función del tiempo, para el intervalo entre t = 0 y 2T. d) Repita la pregunta b) si se intercambian los cuerpos de lugar.
(*) Tensión de una cuerda es la magnitud de la fuerza que ejerce cualquier sección de la cuerda sobre la sección vecina, o que ejerce la cuerda sobre otro objeto.
3.
r
4. Un bloquecuyo peso es 20 [N], está colgando de una cuerda desde el techo de un ascensor
vertical. Dibuje el diagrama de cuerpo libre del bloque y calcule la tensión en la cuerda, cuando el ascensor: a) Está detenido. b) Asciende con rapidez constante de 6,0[m/s]. c) Asciende aumentando su rapidez a razón de 0,5[m/s 2 ]. d) Asciende disminuyendo su rapidez a razón de 0,5[m/s 2 ].
Gonzalo Fuster, PedroDel Canto, Martín Vargas
Dos bloques se mueven sobre una superficie horizontal F r 4[kg] 2[kg] bajo la acción de una fuerza horizontal F constante de magnitud 24[N], como se indica en la figura. El roce puede despreciarse. a) Calcule la aceleración del conjunto formado por los dos bloques. b) Calcule la fuerza de contacto normal ejercida por el bloque de 2[kg] sobre el bloque de 4[kg]. c) A...
GUÍA N°8
SEGUNDO SEMESTRE 2011
INFORMACION IMPORTANTE Los contenidos de la Guía 8, se evaluarán en el Certamen 3, junto con los contenidos de las guías 6 y 7. Objetivos de aprendizaje: • Comprender y usar el principio de superposición de fuerzas. • Dibujar y usar diagramas de cuerpo libre. • Comprender y aplicar el concepto de fuerzas de contacto entre superficies (roce ynormal). • Conocer y aplicar el concepto de tensión en una cuerda. • Comprender y aplicar la ley de Hooke en un resorte. • Plantear y resolver problemas de equilibrio de fuerzas en 2 dimensiones. • Plantear y resolver problemas utilizando el segundo principio de Newton en una dimensión.
r Un cuerpo de masa M = 5,0[kg] está inicialmente en F r M reposo sobre una superficie horizontal. En ciertoinstante se R comienza a aplicar una fuerza horizontal constante de magnitud F = 25,0[N], como se muestra en la figura. Mientras el cuerpo está en movimiento, la superficie ejerce sobre él una fuerza de roce constante de r magnitud R = 10,0[N], en dirección contraria a su desplazamiento. En cierto instante, deja de actuar F , y el cuerpo se detiene luego de haber recorrido 60[m] desde que partió delreposo.
1.
r
r
r
a) b) c) d)
Calcule la aceleración del cuerpo al actuar simultáneamente R y F , y cuando sólo actúa R . Dibuje un gráfico de la rapidez del cuerpo en función del tiempo.
r
Determine el instante y la posición en que F dejó de actuar. Calcule la máxima rapidez alcanzada por el cuerpo.
2. Una barcaza de 30 toneladas es remolcada a lo largo de un canal por doslocomotoras con rapidez 20° constante de 3,0[m/s], como se muestra en la figura. La 20° fuerza ejercida por cada cable sobre la barcaza tiene 3 magnitud 2,010 [N], y la dirección indicada. El agua ejerce sobre la barcaza una fuerza de roce, de magnitud constante. a) Determine la magnitud y la dirección de la fuerza de roce ejercida por el agua sobre la barcaza. b) En cierto instante se sueltanlos cables. Suponga que la fuerza de roce ejercida por el agua continua teniendo la misma magnitud constante. Calcule la distancia que recorre la barcaza y el tiempo transcurrido entre el instante en que se soltaron las cuerdas y el instante en que la barcaza se detiene.
Dos carritos de masas M1 y M2 están unidos por una L F M2 cuerda ligera de largo L y se están moviendo sobre una M1 superficiehorizontal bajo la acción de una fuerza horizontal r F constante, aplicada sobre el cuerpo de masa M2. El roce puede despreciarse. a) Encuentre una expresión algebraica para la aceleración con que se mueven los carritos, en función de sus masas y de la magnitud F de la fuerza. b) Encuentre una expresión para la tensión (*) de la cuerda. c) En t = 0 la rapidez de los carritos era V0, y en t = T secorta la cuerda. Construya un gráfico cualitativo de la rapidez de cada carrito en función del tiempo, para el intervalo entre t = 0 y 2T. d) Repita la pregunta b) si se intercambian los cuerpos de lugar.
(*) Tensión de una cuerda es la magnitud de la fuerza que ejerce cualquier sección de la cuerda sobre la sección vecina, o que ejerce la cuerda sobre otro objeto.
3.
r
4. Un bloquecuyo peso es 20 [N], está colgando de una cuerda desde el techo de un ascensor
vertical. Dibuje el diagrama de cuerpo libre del bloque y calcule la tensión en la cuerda, cuando el ascensor: a) Está detenido. b) Asciende con rapidez constante de 6,0[m/s]. c) Asciende aumentando su rapidez a razón de 0,5[m/s 2 ]. d) Asciende disminuyendo su rapidez a razón de 0,5[m/s 2 ].
Gonzalo Fuster, PedroDel Canto, Martín Vargas
Dos bloques se mueven sobre una superficie horizontal F r 4[kg] 2[kg] bajo la acción de una fuerza horizontal F constante de magnitud 24[N], como se indica en la figura. El roce puede despreciarse. a) Calcule la aceleración del conjunto formado por los dos bloques. b) Calcule la fuerza de contacto normal ejercida por el bloque de 2[kg] sobre el bloque de 4[kg]. c) A...
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