Solucionario alonso fin

FISICA VOLUMEN I. MECANICA PROBLEMAS DE LA FISICA DE MARCELO ALONSO – EDWARD J. FINN La física es una ciencia fundamental que tiene profunda influencia en todas las otras ciencias. Por consiguiente, no solo los estudiantes de física e ingeniería, sino todo aquel que piense seguir una carrera científica (Eléctrica, Mecánica, biología, química, matemática, etc.) debe tener una completa comprensiónde sus ideas fundamentales. Se ha hecho una cuidadosa selección de aquellos problemas mas significativos de cada capitulo para presentarlos resueltos “paso a paso”; Esto permitirá al estudiante reforzar sus conocimientos, así como ejercitar las técnicas de resolución de problemas, lo que, sin lugar a dudas, favorecerá su preparación. Esperamos de esta manera seguir contribuyendo a la formacióncientífica del estudiantado de nuestros países.

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Erving Quintero Gil Ing. Electromecánico Bucaramanga – Colombia 2008

1

4.24 Determinar las tensiones sobre las cuerdas AC y BC (Fig. 4-28). Si M pesa 40 lb-f TAY = TA . sen 50 TBY = TB. sen 50
B

A 50
0

B 50
0

TAX = TA . cos 50 TBX = TB . cos 50
B

Σ FX = 0 TBX -TAX = 0 (ecuación 1) TBX = TAX TB . cos 50 = TA . cos 50
B

TA 500

TB 500 C

TB = TA (ecuación 1)
B

W = 40 lb-f

Σ FY = 0 TAY + TBY – TAY + TBY = TAY + TBY = TA . sen 50

W =0 W pero: W = 40 lb-f 40 + TB. sen 50 = 40 (ecuación 2)
B

Reemplazando la ecuación 1 en la ecuación 2
TA . sen 50 + TA. sen 50 = 40 2 TA . sen 50 = 40
TA = 40 20 20 = = = 26,1lb − f 2 * sen 50 sen 50 0,766TB TAY TA 500 T AX 500 TBX W = 40 lb-f T BY

TA = 26,1 lb-f
Para hallar TB se reemplaza en la ecuación 1.
B

TB = TA (ecuación 1)
B

TB = TA = 26,1 lb-f
B

4.24 Determinar las tensiones sobre las cuerdas AC y BC (Fig. 4-28). Si M pesa 40 lb-f

A 30 30
0

B 30 TA
0 0

TB 300 TB C TB 300 TBX W = 40 lb-f

W = 40 lb-f

TAY 300

TA

T BY

TAY = TA . sen 30 TBY = TB.sen 30
B

T AX

TAX = TA . cos 30 TBX = TB . cos 30
B

2

Σ FX = 0 TBX - TAX = 0 (ecuación 1) TBX = TAX TB . cos 30 = TA . cos 30
B

TB = TA (ecuación 1)
B

Σ FY = 0 TAY + TBY – TAY + TBY = TAY + TBY = TA . sen 30

W =0 W pero: W = 40 lb-f 40 + TB. sen 30 = 40 (ecuación 2)
B

Reemplazando la ecuación 1 en la ecuación 2
TA . sen 30 + TA. sen 30 = 40 2 TA . sen 30 = 40
TA = 4020 20 = = = 40 lb − f 2 * sen 30 sen 30 0,5

TA = 40 lb-f
Para hallar TB se reemplaza en la ecuación 1.
B

TB = TA (ecuación 1)
B

TB = TA = 40 lb-f
B

4.24 Determinar las tensiones sobre las cuerdas AC y BC (Fig. 4-28). Si M pesa 40 lb-f

A 300 TA 300 C W = 40 lb-f
TAY = TA . sen 30 TBY = TB. sen 60
B

B 600 TB 600 TAY 300 T AX TA TB 600 TBX W = 40 lb-f T BY

TAX = TA . cos 30TBX = TB . cos 60
B

Σ FX = 0 TBX - TAX = 0 (ecuación 1) TBX = TAX TB . cos 60 = TA . cos 30
B

T cos 30 (Ecuación 1) TB = A cos 60

3

Σ FY = 0 TAY + TBY – TAY + TBY = TAY + TBY = TA . sen 30

W =0 W pero: W = 40 lb-f 40 + TB. sen 60 = 40 (ecuación 2)
B

Reemplazando la ecuación 1 en la ecuación 2
TA . sen 30 + TB. sen 60 = 40
B

⎛ T cos 30 ⎞ TA sen 30 + ⎜ A ⎟ * sen 60 = 40 ⎟⎜ ⎝ cos 60 ⎠ ⎛ TA sen 30 cos 60 + TA cos 30 sen 60 ⎞ ⎟ = 40 ⎜ ⎟ ⎜ cos 60 ⎠ ⎝

TA sen 30 cos 60 + TA cos 30 sen 60 = 40 cos 60

Pero: sen 30 =

1 2

cos 60 =

1 2

cos 30 =

3 2

sen 60 =

3 2

⎛1⎞ ⎛1⎞ TA ⎜ ⎟ * ⎜ ⎟ + TA ⎝2⎠ ⎝2⎠
⎛1⎞ ⎛3⎞ TA ⎜ ⎟ + TA ⎜ ⎟ ⎝4⎠ ⎝4⎠

⎛ 3⎞ ⎛ 3⎞ ⎜ ⎟ *⎜ ⎟ = 4 0* 1 ⎜ 2 ⎟ ⎜ 2 ⎟ 2 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠
= 20

TA = 20 lb-f
Para hallar TB se reemplaza en la ecuación1.
B

T cos 30 (ecuación 1) TB = A cos 60

T cos 30 TB = A = cos 60

20 *

3 40 3 2 = 2 = 20 1 1 2 2

3

TB = 20 √3 lb-f
B

4.24 Determinar las tensiones sobre las cuerdas AC y BC (Fig. 4-28). Si M pesa 40 lb-f

B 45 0 TB A TA C 45 0 TA T BY TB 450 T BX W = 40 lb-f W = 40 lb-f
TBY = TB. sen 45
B

4

TBX = TB . cos 45
B

Σ FX = 0 TBX - TA = 0 (ecuación 1) TB . cos 45 =...