Mecánica

Versión abril, 2011

ÍNDICE

1. Cinemática
1.1. Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Soluciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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2. Dinámica
2.1. Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.1. Dinámica de Varias Partículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2. Soluciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14
14
22
25

3. Trabajo y Energía
3.1. Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Soluciones . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33
33
41

4. Equilibrio y Oscilaciones
4.1. Problemas . . . . . . . . . . . . . .
4.1.1. Oscilaciones amortiguadas
4.1.2. Oscilaciones acopladas . . .
4.1.3. Oscilaciones forzadas . . .
4.2. Soluciones . . . . . . . . . . . . . .

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47
49
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51
53

5. Fuerzas Centrales
5.1. Problemas . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Soluciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

59
59
63

6. Movimiento Relativo: Sistemas No Inerciales
6.1. Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2. Soluciones . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

67
67
73

7. Sólido Rígido y Sistemas de Partículas
7.1. Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.2. Soluciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

80
80
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8. Lista de Respuestas

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PRÓLOGO
Lo que usted encontrará en estas páginas es una colección de problemas de física que comprenden la utilización de las herramientas del cálculo infinitesimal y álgebra lineal, fundamentalmente. La
gran mayoría de estos problemas han sido extraídos de evaluaciones del curso Mecánica (actualmente,código FI2001, del 3o semestre de Ingeniería y Ciencias, Plan común, F.C.F.M., de la Universidad
de Chile) del cual he sido profesor auxiliar.
Hay dos puntos que representan bien mis intenciones: 1o , que mediante la ejercitación con estos
problemas, escogidos con mucha atención, el lector encuentre comprensión de las materias involucradas, y 2o , que, en la medida de lo posible, éstosrepresenten la clase de problemas a los que, como
alumno, uno podría verse enfrentado. Así es que el propósito es facilitar el estudio de cualquier
estudiante de estas materias, pero este escrito podría resultar particularmente útil a los alumnos de
la F.C.F.M. de la U. de Chile.
Este texto cuenta con las soluciones de algunos de los problemas que presenta. Éstas han sido
redactadas por mí, algunasveces basándome en resoluciones de otras personas (profesores de cátedra, auxiliares, etc). Pese a que he buscado ser explicativo, muchas veces, al redactar, me pareció
que una lectura liviana y poco profunda por parte del lector no sería suficiente para comprender su
contenido; creo que es inherente al proceso del aprendizaje la necesidad de una lectura activa. En
particular, si el lector...