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HR
01
23/10/2014

Guía Ejercicios – Certamen Nº 3



Diagrama de Cuerpo Libre
1. Trace un diagrama de cuerpo libre para las condiciones que se muestran en la figura.
Aísle un punto donde actúen las fuerzas importantes y represente cada fuerza como un
vector, actuando sobre ese punto. (No tome en cuenta el peso del poste). Determine un
ángulo dereferencia y marque las componentes opuestas y adyacentes al ángulo de
referencia. Gire sus ejes coordenados si así obtiene un diagrama más sencillo.

2. Estudie cada una de las fuerzas que actúan sobre el bloque o sobre el extremo del
poste ligero de la figura. Construya los diagramas de cuerpo libre con los ángulos y
componentes que se indican. Tenga cuidado de no elegir las fuerzas dereacción. El
equilibrio requiere un diagrama vectorial en equilibrio. ¿Hay alguna ventaja en elegir
otros ejes que no sean horizontal y vertical?

Resolución de Problemas de Equilibrio
1. Si el peso del bloque que se muestra en la figura (a) es de 80 [N], ¿cuáles son las
tensiones en las cuerdas A y B?

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01
23/10/2014

Guía Ejercicios – CertamenNº 3

2. Si la cuerda B de la figura (a) anterior se rompe con tensiones mayores que 200 [lb],
¿cuál es el peso máximo W que puede soportar?
3. Determine la compresión en el soporte y la tensión en la cuerda de la figura (b)
ejercicio anterior cuando el peso es igual a 600 [N]. No tome en cuenta el peso del
poste.
4. El bloque de la figura (a) pesa 70 [N]. ¿Cuáles son las magnitudes de lafuerza de
fricción dirigida hacia arriba del plano y de la fuerza normal con dirección perpendicular
al plano?

5. Los montantes dos por cuatro A y B de la figura anterior (b) se usan para soportar un
peso de 400 [lb]. Despreciando los pesos de los montantes, encuentre el valor de las
fuerzas desconocidas e indique si cada montante se encuentra sometido a compresión
o a tensión.
6. Unsemáforo de 80 [N] de peso está suspendido a la mitad de un cable tendido entre
dos postes que distan entre sí 30 [m]. Si el semáforo hace que el cable se cuelgue una
distancia vertical de 1 [m] en el punto medio del cable, ¿cuál es la tensión del cable?
(Sugerencia: En primer lugar encuentre el ángulo que forma el cable con la horizontal;
luego trace un diagrama de cuerpo libre suponiendo que hay lamisma tensión en cada
segmento de cable).
7. Un camión atascado en el fango se saca, atando una cuerda al camión y sujetándola a
un árbol. Cuando los ángulos tienen el valor que indica la figura, se ejerce una fuerza
de 40 [lb] en el punto medio de la línea. ¿Qué fuerza se ejerce sobre el camión?

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23/10/2014

Guía Ejercicios – Certamen Nº 38. Un cuadro de 20 [N] cuelga de un clavo como se muestra en la figura, de modo que el
cordel que lo sostiene forma un ángulo de 60º. ¿Cuál es la tensión de cada segmento
de cordel?

Segunda Ley de Newton
9. Una masa de 4 [kg] se ve afectada por una fuerza resultante de (a) 4 [N], (b) 8 [N] y (c)
12 [N]. ¿Cuáles son las aceleraciones resultantes? Respuesta: (a) 1 [m/s2], (b) 2
[m/s2],(c) 3 [m/s2]
10. Una fuerza constante de 20 [N] actúa sobre masas de (a) 2 [kg], (b) 4 [kg], (c) 6 [kg].
¿Cuáles son las aceleraciones resultantes?
11. Una fuerza constante de 60 [lb] actúa sobre cada uno de los tres objetos, produciendo
aceleraciones de 4,8 y 12 [ft/s2]. ¿Cuáles son sus masas correspondientes?
Respuesta: 15; 7,5 y 5 [slugs]
12. Que fuerza resultante se necesita para que unmartillo de 4 [kg] adquiera una
aceleración de 6 [m/s2]?
13. Encuentre el peso y la masa de un cuerpo si una fuerza resultante de 16 [N] le imparte
una aceleración de 5 [m/s2]. Respuesta: 3,20 [kg]; 31,4 [N]
14. Encuentre el peso y la masa de un cuerpo si una fuerza resultante de 200 [lb] provoca
que su velocidad se incremente de 20 [ft/s] a 60 [ft/s] en 5 [s].

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