Mecnica

EJERCICIOS RESUELTOS DE MECÁNICA CLÁSICA Versión Electrónica

EDMUNDO LAZO NÚÑEZ

DEPARTAMENTO DE FÍSICA FACULTAD DE CIENCIAS UNIVERSIDAD DE TARAPACÁ

ARICA 2010
______________________________________________________________________________________ Edmundo Lazo, Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de Tarapacá

NOTA INTRODUCTORIA

Este libro de ejerciciosresueltos de Mecánica Clásica (versión electrónica) es una recopilación de una pequeña parte de la variedad de ejercicios que he utilizado en la docencia del curso de Mecánica Clásica que se dicta todos los semestres en el Ciclo Básico de las carreras de Ingeniería de la Universidad de Tarapacá. Cada uno de los ejercicios de este libro está resuelto con todo detalle y además cuenta con todos los dibujos yesquemas que son necesarios para una mejor comprensión de la metodología de solución del problema. Adicionalmente, antes de empezar a desarrollar cada problema, se pone una nota introductoria, donde se hace un esquema de los elementos fundamentales necesarios para resolver el problema, es decir, cuáles son las leyes o ecuaciones necesarias y cuáles son las posibles metodologías para la solución.El objetivo de este libro de ejercicios resueltos de Mecánica Clásica (versión electrónica) no es sólo encontrar el resultado final de un problema, ni sólo describir la metodología de resolución de problemas, que de por sí ya son buenos objetivos, sino que, además, y tal vez más importante para mi, el objetivo es utilizar el ejercicio resuelto como un método para discutir, aplicar y aprender lasmaterias analizadas en clases o dadas de tarea. Por esta razón, la solución de cada ejercicio resulta de una extensión mayor a la normalmente utilizada en los textos de resolución de ejercicios que han sido publicados. Estoy convencido que el uso de los ejercicios resueltos, en conjunto con el estudio paralelo de las materias teóricas contenidas en libros y apuntes de clases, será de mucha utilidadpara ayudar al estudiante a la mejor comprensión de los fenómenos físicos de la Mecánica Clásica. La versión electrónica del libro de ejercicios resueltos de Mecánica Clásica tiene la ventaja adicional que el alumno puede bajarla desde intranet y estudiar cada capítulo por separado las veces que quiera y donde quiera.

Dr. Edmundo Lazo Núñez Profesor Titular Marzo de 2010______________________________________________________________________________________ Edmundo Lazo, Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de Tarapacá

ÍNDICE

Capítulo 1: CINEMÁTICA Capítulo 2: ESTÁTICA Capítulo 3: DINÁMICA Capítulo 4: TRABAJO Y ENERGÍA Capítulo 5: CHOQUES Capítulo 6: EQUILIBRIO DE CUERPO RÍGIDO Capítulo 7: DINÁMICA DEL CUERPO RÍGIDO Capítulo 8: OSCILADOR ARMÓNICO SIMPLE01 43 65 117 167 195 223 245

______________________________________________________________________________________ Edmundo Lazo, Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de Tarapacá

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Equation Section (Next)

CAPÍTULO 1 CINEMÁTICA _________________________________________________
Ejercicio (1.1) En el momento en que se enciende la luz verde en un semáforo, un autoarranca con aceleración constante aa = 2.5 m s 2 . En el mismo momento, un camión que lleva una velocidad constante vc = 10 ( m s ) alcanza al auto y lo pasa. a) Construya un gráfico velocidad versus tiempo para dos móviles, b) ¿a qué distancia del punto de partida, el auto alcanzará al camión?, c) ¿qué velocidad llevará el auto en ese momento? Nota: Las ecuaciones de movimiento para el caso en quela aceleración a es un vector constante son:
1 r = r0 + v0 t + at 2 2 (1) (2)

(

)

v = v0 + at

En el caso de una partícula moviéndose en una única dirección, el eje X por ejemplo, las ecuaciones de movimiento quedan de la siguiente manera: 1 x = x0 + v0 x t + ax t 2 2 (3) (4)

vx = v0 x + ax t
Solución:
a) Construya un gráfico velocidad versus tiempo para los dos móviles

Las...