Biologia

F´sica I ı
G ONZALO G UT´ERREZ I ´ F RANCISCA G UZM AN G IANINA M ENESES
Universidad de Chile, Facultad de Ciencias, Departamento de F´sica, Santiago, Chile ı

Gu´a 11 ı

Mi´ rcoles 28 de Junio, 2006 e

Equlibrio est´ tico a
Condiciones para el equilibrio
1. Una viga uniforme de masa mB y de longuitud l soporta bloques de masa m1 y m2 en dos posiciones, como se muestra en la figura 1. Laviga descansa en dos puntos. ¿En qu´ valor e de x la viga estar´ equilibrada en P de tal manera que la fuerza normal en O sea cero?. a R: x =
(m1 +mB )d+m1 l/2 m2

Figure 1:

2. Una escalera uniforme que pesa 200 N est´ reclinada contra una pared ver figura 9. La a ´ escalera se desliza cuando θ = 60◦ . Suponiendo que los coeficientes de friccion est´ tica en la a pared y en el suelo son losmismos obtenga un valor para µs . R: 0.288.

Figure 2:

1

M´ s acerca del centro de gravedad a
3. En la figura 3 se ve una escuadra de carpintero en forma de L. Localice su centro de gravedad. R: x =3.85 cm ; y =6.85 cm.

Figure 3:

´ 4. Considere la siguiente distribucion de masa: 5 kg en (0,0) m, 3 kg en (0,4) m y 4 kg en (3,0) ´ m. ¿Donde se debe ubicar una cuarta masa de 8 kg demodo que el centro de gravedad del arreglo de cuatro masas est´ en (0,0) m ?. e R: r = (−1.5; −1.5) m. ´ 5. Paty construye tranquilamente una pista solida de madera para su carro a escala como se ilustra en la figura 5. La pista tiene 5 cm de ancho, 1 m de altura y 3 m de largo. El camino se ´ corta de manera tal que forma una par´ bola descrita por la ecuacion y = (x − 3)2 /9. Localice a ´ laposicion del centro de gravedad de esta pista. R: x =0.750 m.

Figure 4:

Ejemplos de objetos r´gidos en equilibrio est´ tico ı a
´ 6. Una escalera uniforme de 15 m que pesa 500 N descansa contra una pared sin friccion. La ´ escalera forma un angulo de 60◦ con la horizontal. a) Encuentre las fuerzas horizontal y vertical que el suelo ejerce sobre la base de la escalera cuando un bombero de 800 Nest´ a 4 m de la parte inferior. a b) Si la escalera est´ a punto de deslizarse cuando el bombero est´ 9 m m´ s arriba, ¿cu´ l a a a a ´ es el coeficiente de friccion est´ tica entre la escalera y el suelo?. a 2

R: a) fr =268 N y N =1300 N ; b) 0.324 . ´ 7. Encuentre la masa m de la pesa que se necesita para mantener en equilibrio el camion de 1500 kg de la figura 7. Suponga que la polea no tienemasa y el roce es despreciable. R: 177 kg.

Figure 5:

8. Dos ladrillos uniformes id´ nticos de longuitud L se colocan uno sobre otro en el borde de e una superficie horizontal sobresaliendo lo m´ ximo posible sin caer, como se ve en la figura 8. a Encuentre la distancia x. R: x = 3L/4.

Figure 6:

9. Una escalera de tijera de peso despreciable se construye como se muestra en la figura 9. Unapintora de 70 kg de masa est´ parada sobre la escalera a 3 m del punto inferior. Suponga al a ´ piso sin friccion y encuentre: ´ a) La tension en la barra horizontal que conecta las dos partes de la escalera. b) Las fuerzas normales en A y en B. ´ ´ ´ c) Las componentes de la fuerza de reaccion en la articulascion unica C que la pata izquierda ´ de la escalera ejerce sobre la pata derecha.(Indicacion: trate cada paa de la escalera por separado.) R: a) T = 133 N ; b) nA = 429 N nB = 257 N ; c) R = (133, 257) N.

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Figure 7:

Mec´ nica de fluidos a
Presion y su variacion con la profundidad ´ ´
´ 10. Una mujer de 50 kg se balancea sobre uno de los altos tacones de sus zapatos. Si el tacon es ´ circular con radio de 0.5 cm, ¿qu´ presion ejerce sobre el piso? e R: 6.24 MPa ´ 11. ¿Cu´ les la masa total de la atmosfera de la tierra?. Recuerde que el radio terrestre es 6.37 × a ´ 106 m y la presion atmosf´ rica en la superficie es de 1.013 × 105 N/m2 . e R: 5.27 × 1018 kg ´ 12. El resorte del medidor de presion mostrado en la figura 8 tiene una constante de fuerza de ´ ´ 1000 N/m, y el embolo tiene un di´ metro de 2 cm. Cuando el manometro se sumerge en el a ´ agua, ¿a qu´...