Fisica

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Curso de Física General. Parte 1
Problemas resueltos (II), Cap. 5-8

Ejemplo. Angulo de peralte. La velocidad máxima con que un auto puede recorrer una curva plana en la carretera
sin resbalar y salirse de la misma se puede estimar de la siguiente forma. Si R es el radio de curvatura en el punto
considerado de la carretera(ver figura):
∑Fy = N – Fg = may = 0 → N = mg
2
∑Fx = f = m ax = mv /R .

N

Tomando f = fmáx = µsN se obtiene la máxima velocidad posible que puede tener el
auto sin que resbale a lo largo de la dirección radial:

f

2

µsmg = mv /R
1/2
vmáx = (µsgR)

Fg

R

El valor de µs para la goma y el pavimento seco es muy
alto, pero se reduce grandemente cuando el pavimento
estáligeramente húmedo, a causa de la mezcla del
agua con los residuos grasos en la carretera. En ese
caso vmáx se hace muy pequeña, y el vehículo puede
patinar y despistarse fácilmente en las curvas.

N
θ

peralte
θ
F
g

Con el fin de evitar esta situación, las curvas en las
carreteras y vías férreas usualmente están peraltadas.
El peralte es la mayor elevación que se le da a la parteexterior de una curva en relación con la interior. Con
esto se logra que sea la fuerza normal quien
proporcione la componente centrípeta necesaria para
girar, aunque la fricción entre las ruedas y el pavimento
se haga muy pequeña.

Ejercicio: Calcular el valor del ángulo de peralte θ para una curva de 50 m de radio de curvatura y una velocidad
promedio de 60 km/h.
60 km/h = 16.7 m/s
∑Fx =Nsenθ = mv2/R → Nsenθ = mv2/R
∑Fy = Ncosθ - mg = 0 → Ncosθ = mg
Dividiendo ambas ecuaciones,
tanθ = v2/Rg = 16.72/50x10 = 0.59
θ = arctan(0.59) = 30.5o

Cap. 5. SISTEMAS DE PARTÍCULAS
5.1. Un hombre y una mujer están en un lago sobre los extremos de una canoa simétrica de masa 30 kg y 3 m de
longitud. La mujer se encuentra junto a un tronco que flota en el agua. Al intercambiar posiciones,el hombre nota
que la canoa se alejó 0.40 m del tronco flotante. Si la masa del hombre es de 80 kg, ¿Cuál es la masa de la mujer?
5.2. Dos bloques se mantienen unidos con un resorte comprimido entre
ellos. La masa de uno es del doble de la del otro. La energía almacenada
en el resorte es de 60 J. ¿Cuál es la energía cinética de cada bloque
después de que ambos bloques se liberan bruscamente alunísono?
Desprecie la fricción y la masa del resorte.

A

B

5.3. Un vagón de ferrocarril de 32 ton se mueve a 1.5 m/s y alcanza a otro de 24 ton que iba a 1 m/s en el mismo
sentido. Si los vagones quedan enganchados; a) ¿Cuál es la velocidad final inmediatamente después de topar? b)

Dr. A. González Arias, Dpto. Física Aplicada, UH. arnaldo@fisica.uh.cu

Problemas resueltos cap. 5-8.Pág. 1

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¿Cuál es la pérdida de energía cinética? ¿Adónde va esta energía?
5.4. Una bala de masa 4.5 x 10-3 se incrusta horizontalmente en un bloque de madera de masa 1.8 kg
y lo desplaza 0.4 m. Si µk = 0.2 y el bloque estaba en reposo inicialmente, ¿cuál era la velocidad de la
bala?
5.5. Dos pesas de igual masa (500 g) seconectan por medio de una cuerda ligera que pasa por una
polea ligera y sin fricción, de diámetro 5 cm, y se colocan al mismo nivel. a) Localice su centro de
masas. b) Se transfieren 20 g de un cuerpo al otro y se impide que los cuerpos se muevan. Localizar
el CM. c) A continuación se sueltan los dos cuerpos. Describir el movimiento del centro de masas y
determinar su aceleración.
5.6.Calcule que fuerza promedio ejerce un fusil sobre el hombro de un tirador al efectuar un
disparo, si el fusil apoyado en el hombro retrocede 1.5 cm. El fusil tiene una masa M = 5 kg.
La masa de la bala es de m = 10 g y abandona el fusil con una velocidad inicial de 500 m/s.

h

5.7. Se deja caer un pedazo de masilla de masa m = 100g desde una altura h = 0.2m sobre
un platillo de masa M = 400g...