Dinamica I

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UNIVERSIDAD DE CONCEPCION
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FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS
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DEPARTAMENTO DE FISICA

F´
ISICA 510147
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DINAMICA
I
1. Una bala de 5.0 g sale del ca˜
n´
on de un rifle con una velocidad de 320 m
e fuerza media se ejerce
s . ¿Qu´
sobre la bala mientras se mueve por el ca˜
n´on del rifle de 0.82 m de longitud?
R: 312 N .
2. Un ladrillo de peso w descansa sobre la parte superior de unresorte vertical de peso ws . El resorte, a
su vez, descansa sobre una mesa.
(a) haga un diagrama de cuerpo libre para el ladrillo y rotule todas las fuerzas que act´
uan sobre ´el
(b) repita lo anterior para el resorte
(c) identifique todos los pares acci´
on-reacci´on en el sistema ladrillo-resorte-mesa-Tierra.
3. Los sistemas mostrados en las siguientes figuras est´an en equilibrio. Si lasbalanzas de resorte est´
an
calibradas en Newton, ¿qu´e lectura indican en cada caso? (Ignore la masa de poleas y cuerdas y
suponga que el plano inclinado es sin fricci´on).
R: a) cero, b) 98.0 N , c) 24.5 N .

4. Un cuerpo de masa m = 9.0 kg se encuentra sobre una superficie horizontal sin roce sometido a la
acci´
on de las fuerzas F1 = 5.0 N , F2 = 14 N , F1 = 8.0 N (figura 4).
Calcular:
(a)aceleraci´
on que experimenta
(b) fuerza que ejerce la superficie sobre el cuerpo
(c) distancia recorrida por el cuerpo durante 5.0 s mientras act´
uan las fuerzas.
R: a) 0.23

m
s2 ,

b) 84.2 N , c) 2.9 m.

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5. Sobre un cuerpo de masa M en reposo en la superficie de un plano inclinado act´
uan las fuerzas indicadas
en la figura 5. Los coeficientes de roce son µe y µc . Determinar la expresi´on paracalcular F1 en los
siguientes casos:
(a) el cuerpo est´
a a punto de moverse hacia abajo
(b) el cuerpo se mueve hacia abajo con velocidad constante
(c) el cuerpo se mueve hacia abajo con aceleraci´on constante de 2

m
s2 .

6. Dos bloques de masas m1 = 3.0 kg y m2 = 7.0 kg cuelgan de los extremos de una cuerda ideal que pasa
por una polea sin roce (figura 6). Se sostiene a los cuerpos de manera queen el instante t = 0 s ellos
se encuentran en reposo en las posiciones indicadas. Una vez que el sistema es liberado. Determinar:
(a) tensi´
on en la cuerda
(b) tiempo que dur´
o el movimiento.
R: a) 41 N , b) 1.8 s.

7. En el sistema de la figura 7, m1 se mueve hacia la izquierda. Si el coeficiente de roce entre cada cuerpo
y las superficies es µe y µc , deducir la expresi´on que dar´ıa el valorde F para mantener el sistema:
(a) en reposo a punto de moverse a la izquierda
(b) en movimiento hacia la izquierda con v = constante
(c) en movimiento hacia la izquierda con a = constante.
8. En el sistema que se muestra en la figura 8, una fuerza horizontal Fx act´
ua sobre una masa de 8.00 kg
(a) ¿para qu´e valores de Fx la masa de 2.00 kg acelera hacia arriba?
(b) ¿para qu´e valores de Fx latensi´
on en la cuerdas es cero?
(c) grafique la aceleraci´
on de la masa de 8.00 kg versus Fx .
Incluya valores de Fx de −100 N a +100 N .
R: a) Fx > 19.6 N , b) Fx = −78.4 N .

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9. Un bloque de masa m = 2.0 kg se suelta del reposo desde la parte superior de un plano inclinado 30◦
y altura h = 0.5 m, figura 9. El plano no presenta sin fricci´on y se encuentra fijo sobre la superficie de
unamesa de altura H = 2.0 m.
Determinar:
(a) aceleraci´
on del bloque cuando desliza hacia abajo por el plano inclinado
(b) velocidad del bloque en el instante de abandonar el plano
(c) ¿a qu´e distancia de la mesa el bloque golpear´a el suelo?
(d) tiempo que dura el movimiento completo
(e) velocidad del bloque al abandonar el plano si su masa es el doble.
R: a) 4.90

m
s2 ,

b) 3.13

m
s2 ,

c) 1.35m, d) 1.14 s, e) la misma.

10. En la figura 10 el coeficiente de fricci´
on cin´etica es de 0.35 y no hay fricci´on en las poleas.
Determinar:
(a) aceleraci´
on de cada bloque
(b) tensi´
on en cada cuerda.
R: a) 2.3

m
s2 ,

b) 30 N y 24.2 N .

11. En la figura 11 el cuerpo de masa m2 se encuentra inicialmente en reposo sobre el plano inclinado sin
fricci´
on. Cuerda y polea son ideales. Si m1 =...