96961 Guia4 Dinamicadelaparticula

U N I V E RS I D AD
TECNOLOGIC A
METROPOLITANA
DEPTO.DE FÍSICA

GUIA EJERCICIOS
DINAMICA DE LA PARTICULA
Objetivos:
• Definir, comprender y aplicar los conceptos de masa y fuerza. Distinguir distintos tipos de fuerzas
concurrentes.
• Construir diagramas de cuerpo libre.
• Enunciar, comprender y aplicar los principios de Newton para resolver problemas de movimiento
rectilíneo.
Para complementar elestudio de este tópico, usted debería dedicar al menos 08 horas
pedagógicas (6 hrs. cronológicas) dedicadas al desarrollo de esta guía, consultar material
bibliográfico e internet.

1.- Una grúa levanta un auto de masa 1200 kg a una velocidad constante de 2m/s. Calcule la
tensión del cable de la grúa.
Sol.: 12 000 N

2.- Una persona empuja un bloque de masa 5 kg a una velocidad constante de 2 m/ssobre
una superficie con un coeficiente de roce cinético de 0,3. ¿Cuál es la fuerza ejercida por la
persona?
Sol.: 15 N

3.- Un alumno acelera una masa de 2 kg con una cierta fuerza y determina una aceleración
resultante de 15 m/s2. Luego, con esa misma fuerza, acelera una masa desconocida y mide
una aceleración de 30 m/s2. ¿Cuál es el valor de la masa desconocida?
Sol.: 1 kg
4.- Un objeto demasa 100 kg, inicialmente en reposo, es empujado con una fuerza de 50 N
sobre una superficie sin roce. ¿Cuál es su rapidez después de 1 minuto?
Sol.: 30 m/s
5.- Una fuerza determinada aplicada a una masa m1 le produce una aceleración de 20 m/s2.
La misma fuerza aplicada a otra masa m2 le da una aceleración de 30 m/s2. Se unen las dos
masas y se aplica la misma fuerza a la combinación de ambas. Hallarla aceleración
resultante.
Sol.: 12 m/s2

ˆ . El
6.- Sobre un objeto de 4,0 kg actúan dos fuerzas, F1  (2iˆ  3ˆj)N y F2  (4iˆ  11j)N
objeto está en reposo en el origen en el instante t = 0. a) ¿Cuál es la aceleración del objeto?
b) ¿Cuál es su velocidad en el instante t = 3 s? C) ¿Cuál es el vector posición del objeto en
ese instante?
ˆ
Sol.: a) (1,5iˆ  2j)m/
s2 ; b) (4,5iˆ  6ˆj)m / s ; c)( 6,75iˆ  9ˆj)m

7.- Para arrastrar un tronco de 100 kg sobre el suelo con velocidad constante, se le empuja
horizontalmente con una fuerza de 300 N. a) ¿Cuál es la fuerza resistente que ejerce el suelo?
b) ¿Qué fuerza debemos ejercer si se desea dar al tronco una aceleración de 2,0 m/s2?
Sol.: a) 300 N ; b) 500 N

8.- Una joven de 60 kg se pesa situándose sobre una balanza dentro de un ascensor.¿Cuál
será la lectura de la escala cuando a) el ascensor está descendiendo con una velocidad
constante de 3 m/s; b) el ascensor está subiendo con una aceleración de 1,2 m/s 2; c) el
ascensor está bajando con una aceleración de 1,2 m/s2? (Tome g = 10 m/s2)
Sol.: a) 600 N; b) 672 N; c) 528 N

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9.- Dos masas, una de 2,0 kg y otra de 1,0kg, están juntas sobre una superficie horizontal
lisa. Se ejerce una fuerza horizontal de 5,0 N sobre la masa de 2,0 kg. a) ¿Cuál es la
aceleración del sistema? b) Cuál es la aceleración de la masa de 1,0 kg? c) ¿Cuál es la fuerza
ejercida sobre ella? ¿Cómo se genera esta fuerza?
F
2 kg
1 kg
d) ¿Cuál es la fuerza neta que actúa sobre la masa
de 2,0 kg?
Sol.: a) 5/3 m/s2; b) 5/3 m/s2; c) 5/3 N; d)10/3 N

10.- Una masa M1 = 100 kg se empuja a lo largo de una superficie horizontal lisa mediante
una fuerza horizontal F de modo que su aceleración es a1 = 6,0 m/s2. Otra masa M2 =20 kg se
desliza sobre la anterior con una aceleración a2 =4,0 m/s2 . (Por lo tanto desliza hacia atrás
respecto a M1). a) ¿Qué fuerza de rozamiento ejerce
M2
la masa M1 sobre M2? b) ¿Cuál es la magnitud de la
a2fuerza F aplicada? c) Una vez que M2 se cae, ¿cuál es
F
a1
M1
la aceleración que adquiere M1? d) ¿Cómo varían sus
respuestas si M2 no deslizara sobre M1, de modo que
ambas aceleran con 6,0 m/s2?
Sol.: a) 80 N; b) 680 N; c) 6,8 m/s2; d) 120 N; 720 N; M2 no se cae
11.- Dos masas iguales, de 0,8 kg cada una, están unidas entre sí por una cuerda ideal. Las
masas son elevadas verticalmente con velocidad...