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Deber 3, 2012. Aplicación de Leyes de Newton
ación

Prof. Dick Zambrano Salinas

1. Una cubeta de 4.8 Kg, llena de agua, se acelera hacia arriba con un cordel de masa
hacia
despreciable cuya resistencia a la ruptura es de 75.0 N. a) Dibuje el diagrama de cuerpo libre
de la cubeta en términos de la fuerzas de su diagrama, ¿Qué fuerza neta actúa sobre la cubeta
b) Aplique la segunda ley deNewton a la cubeta y determine la aceleración máxima hacia
Newton
arriba que puede imprimirse a la cubeta sin romper el cordel
cordel.
2. Dos adultos y un niño quieren empujar un carrito con ruedas en la dirección x. Los adultos
x
empujan con fuerzas horizontales F1 y F2 como se muestra en la figura. a) Calcule la
magnitud y dirección de la fuerza más pequeña que el niño deberá ejercer. Sepueden
despreciar los efectos de la fricción. b) Si el niño ejerce la fuerza mínima obtenida en la parte
(a), el carrito acelerará a 2.0m/s2 en la dirección +x, ¿Cuánto pesa el carrito?

3. Una esfera de una masa de 3Kg se somete a dos fuerzas F1 y F2, c
como se muestra en la
figura. Calculen la magnitud y la dirección de la aceleración de la esfera, si F1 =2.2N y F2 =
2N.

4. ¿Quéfuerza, además de F1 y F2 se debe aplicar al cuerpo del problema 8 para que:
licar
a) ¿No se acelere?
b) ¿Tenga una aceleración de 2.0m/s2 a lo largo del eje x negativo? Supongan que F1
= 2.N y F2 = 1.0 N.
5. Una cuenta de masa m que se desplaza con una velocidad uniforme de V0 en torno a un
na
alambre delgado y circular de radio R. Supóngase que el círculo se encuentra en un plano
vertical detal modo que la fuerza de gravedad actúa verticalmente hacia abajo.
a) ¿Cuál es la aceleración centrípeta?
b) Determinen la componente radial y tangencial de la fuerza que se ejerce sobre la cuenta
fuerza
debido al alambre, en el instante en que el radio con la cuenta forma un ángulo θ con la
horizontal.
6. En la figura se muestra un pequeño objeto de una masa de 100 gramos suspendido poruna
cuerda carente de masa, de 20cm de longitud y que gira con una rapidez uniforme a lo largo
de una órbita circular horizontal de 10cm radio.
a) En el supuesto de que no hay aceleración a lo largo de la vertical, calcular la tensión en la
o
cuerda. b) Calcular la rapidez de la partícula al recorrer la órbita circular.
circular

Deber 3, 2012. Aplicación de Leyes de Newton

Prof. DickZambrano Salinas

7. Un hombre con una masa de 100Kg vive en el Ecuador.
a) ¿A qué aceleración centrípeta se encontrará sometido debido a la rotación de la Tierra en
torno a su eje?
b) ¿Qué fuerza se requiere para producir esta aceleración?
c) ¿Es más ligero o más pesado de lo que sería si la Tierra no estuviera girando? ¿Qué cantidad?
8. Repitan el problema 7, suponiendo esta vez que elhombre vive en una latitud λ. (Nota: Si se
vive en una latitud λ, el radio de la órbita es Rcosλ, siendo R el radio de la Tierra).
9. Un hombre arrastra un baúl por la rampa de un camión de mudanzas. La rampa esta inclinada
20.0° y el hombre tira con una fuerza F cuya dirección forma un Angulo de 30.0°con la
rampa ¿Qué fuerza se necesita para que la componente Fx paralela a la rampa sea 60.0 N? b)¿Qué magnitud tendrá entonces la componente F perpendicular a la rampa?

10. Un paracaidista confía en que la resistencia del aire (principalmente sobre su paracaídas)
reducirá su velocidad hacia abajo. Ella y su paracaídas tienen una masa de 55.0 Kg y la
resistencia del aire ejerce una fuerza total hacia arriba de 620 N sobre ella y el paracaídas. a)
¿Cuánto pesa la paracaidista? b) Dibujeun diagrama de cuerpo libre para la paracaidista y
úselo para calcular la fuerza neta sobre ella. ¿Esa fuerza es hacia arriba o hacia abajo? c)
¿Qué aceleración (magnitud y dirección) tiene la paracaidista?
11. Los dos bloques de la figura 4.32 están unidos por una cuerda gruesa uniforme de 4.00 Kg.
Se aplica una fuerza de 200 N hacia arriba como se muestra a) Diagrama de cuerpo libre para...