guia 6

Pontificia Universidad Católica de Chile
Facultad de Física
FIS109C Física para Ciencias

Guía 6
DINÁMICA
1.

Dos fuerzas F1 y F2 actúan sobre un objeto de 5 kg. Si F1=20 N y F2 = 15 N, encuentre la aceleración del objeto
en las figuras (a) y (b). R: (a) 5 m/s2, 36.9 º (b) 6.08 m/s2, 25.3º.

2.

Una fuerza F aplicada a un cuerpo de masa m1 produce una aceleración de 3 m/s2. La mismafuerza aplicada a
un segundo objeto de masa m2 produce una aceleración de 1 m/s2. (a) ¿Cuál es el valor de la razón m1/m2? (b)
Si m1 y m2 se combinan, encuentre la aceleración de ambas bajo la acción de la fuerza F. R: (a) 1/3 (b) 0.75
m/s2.

3.

Tres fuerzas que actúan sobre un cuerpo están dadas por F1= - 2 i + 2 j N, F2= 5 i - 3 j N, F3= - 45 i N. El
cuerpo experimenta una aceleraciónde magnitud 3.75 m/s2. (a) calcule la dirección de la aceleración (b)
calcule la masa del objeto (c) Si el cuerpo está inicialmente en reposo, calcule su rapidez después de 10 s (d)
calcule las componentes de su velocidad después de 10 s. R: 181º en el sentido antihorario desde el eje x (b)
11.2 kg (c) 37.51 m/s (d) -37.5 i – 0.893 j.

4.

Los sistemas que se muestran están en equilibrio ylos dinamómetros están calibrados en newton, calcule la
lectura de estos instrumentos. (desprécielas masas de las poleas y cuerdas y suponga que el plano inclinado en
la parte (c) es sin fricción. R: (a) 49 N (b) 98 N (c) 24.5 N

5.

Dos objetos están conectados con una cuerda ligera que pasa sobre una polea sin fricción, como se ve en la
figura. Trace diagramas de cuerpo libre de ambosobjetos. Si el plano inclinado es sin fricción y m 1 = 2 kg,
m2=6 kg y θ=55º, calcule (a) la aceleración de los objetos (b) la tensión de la cuerda (c) la rapidez de cada
objeto 2 s después de ser soltados del reposo. R: (a) 3.57 m/s2 (b) 26.7 N (c) 7.14 m/s.

6.

En el sistema que se ilustra en la figura una fuerza horizontal Fx, actúa sobre el objeto de 8 kg. La superficie
horizontal es sinfricción. (a) ¿para que valores de Fx acelera hacia arriba el objeto? (b) Para qué valores de Fx
la tensión es cero la tensión en la cuerda? (c) Haga un gráfico de la aceleración del objeto de 8 kg contra F x.
Incluya valores de Fx de -100 N hasta 100 N. R: (a) a > 0 para Fx > m1g = 19.6 N (b) T=0 para Fx < - m2g = 78.4 N.

7.

Un bloque de 25 kg está inicialmente en reposo sobre unasuperficie horizontal. Se requiere una fuerza de
horizontal de 75 N para poner el bloque en movimiento. Después que está en movimiento, es necesaria una
fuerza horizontal de 60 N para mantenerlo con rapidez constante. Encuentre los coeficientes de fricción
estática y cinética a partir de esta información. R: 0.306, 0.245.

8.

Un peso colgante de 9 kg está unido mediante una cuerda sobre una poleaa un bloque de 5 kg que se desliza
sobre una mesa plana. Si el coeficiente de roce cinético es 0.2, calcule la tensión de la cuerda. R: 37.8 N

9.

La tabla colocada entre otras dos como se muestra pesa 95 N. Si el coeficiente de roce entre las tablas es de
0.663, calcule la magnitud de la fuerzas de compresión (supuestas horizontales) que actúan a ambos lados de la
tabla del centro paraevitar que caiga. R: 72 N

10. Tres bloques están en contacto entre sí sobre una superficie horizontal y sin fricción, como se muestra. Una
fuerza horizontal F se aplica a m1. Tome m1=2 kg, m2= 3 kg, m3=4 kg y F1=18 N. Trace un diagrama por
separado de cuerpo libre para cada bloque y encuentre (a) la aceleración de los bloques (b) la fuerza resultante
sobre cada uno (c) las magnitudes de lasfuerzas de contacto entre ellos. R: (a) 2 m/s 2 (b) 8 N, 6 N, 4 N (c) 8 N,
14 N

11. En el modelo de Bohr del átomo de hidrógeno, la rapidez del electrón es aproximadamente 2.2 x 106 m/s.
Encuentre (a) la fuerza que actúa sobre el electrón cuando éste gira en una órbita circular de radio 0.53 x 10-10
m y (b) la aceleración centrípeta del electrón. R: (a) 8.32 x 10-8 N hacia adentro (b) 9.13...