Ejercicios De Física Resueltos

12. Un cuerpo de 10 kg de masa se mueve con una velocidad constante de 5 m/s sobre una superficie horizontal. El coeficiente cinético de rozamiento entre el cuerpo y la superficie es de 0,2. Determinar:
a) ¿Qué fuerza horizontal se necesita para mantener el movimiento?

Calculamos el peso: P=m∙g=10∙9,8 → P=98 N
Calculamos la fuerza de rozamiento: Fr= μ∙N=0,2∙98 ya que P=N→Fr=19,6 N
PuestoQue para que el movimiento sea constante no ha de haber rozamiento, F=Fr, por lo tanto: F=19,6 N
b) Si se suprime la fuerza, ¿cuándo se detendrá el cuerpo?
Ya que es un MRUA por que va frenando, usamos la ecuación de velocidades: Vf=Vi-a∙t y nos quedan como incógnitas a y t.
Calculamos a: Vf=Vi-a∙t
Fr= μ∙N→ Puesto que cualquier fuerza es igual a m∙a → m∙a=μ∙Na=μ∙Nm=1,96 m/s²
Sustituimos en la ecuación velocidades: Vf=Vi-a∙t; 0=5-1,96∙t → t=51,96=2.55 s
13. Una bala de rifle que lleva una velocidad de 360 m/s, choca contra un bloque de madera blanda y penetra con una profundidad de 0,1 m. La masa de la bala es de 1,8 g, suponiendo una fuerza de retardo constante, determinar:
a) ¿Qué tiempo tardó la bala en detenerse?

Alser un MRUA utilizamos las ecuaciones de velocidad y espacio: Vf=Vi-a∙t
xf=xi+Vi∙t-1/2 a ∙t²

Puesto que Vf =0 → 0=Vi-a∙t; despejamos a → a= Vit
Sustituyendo a en la ecuación de espacio nos queda: xf=xi+Vi∙t-1/2 Vit∙t²xf=0+Vi∙t-1 2Vi∙t
xf=t ∙(Vi-12Vi) →t=xfVi-12Vi
t=0,1360-180=5,0∙10⁻⁰⁴s
b) ¿Cuál fue la fuerza de aceleración en N?
F=m∙a; Si en el apartado anterior a= Vit→ F=m∙Vit
F=0'0018∙3605,0∙10-04=1166,4 N
14. La masa de la Luna es, aproximadamente, 1/81 veces la de la Tierra, su radio es ¼ veces el de ésta. ¿Cuál es la aceleración de la gravedad en la superficie de la Luna?
Usamos la ecuación de la gravitación universal y la aplicamos a la Luna:
g=GMtRt² → gl=MlRl²Igualando las ecuaciones nos queda: gl=GMt∙1681∙Rt²
Como sabemos que g=GMtRt² la ecuación nos queda: gl=g∙ 1681=1,94 m/s²
Puesto que la gravedad es una aceleración a=1,94 m/s²
15. Un cuerpo está suspendido de una balanza de resorte sujeta al techo de un elevador. Determinar:

a) Si el elevador tiene una aceleración hacia arriba da 2,45 m/s² y la balanza indica 50 N, ¿cuál es elverdadero peso del cuerpo?
Sabemos que F=m∙a , y como va hacia abajo → F=m∙a+g
Despejando m=Fa+g=4,08 kg
P=m∙g=40 N
b) ¿En qué circunstancias la balanza indicará 30 N?
Cuando la aceleración sea -2,45 m/s²
c) ¿Qué medirá la balanza si se rompe el cable des elevador?
0 N por que el cuerpo ya no ejercería ninguna fuerza sobre la balanza.
16. Un bulto de 20 kg de masa descansa sobre la caja de uncamión. El coeficiente de rozamiento entre el bulto y el piso de la caja es de 0,1. El camión se detiene en un semáforo y luego arranca con una aceleración 2m/s². Si el bulto se encuentra a 5 m de la culata del camión cuando éste arranca, determinar:

a) ¿Cuánto tiempo transcurrirá hasta que el bulto salga despedido por la culata del camión?
Usamos la ecuación de espacio del MRUA:xf=xi+Vi∙t+1/2 a ∙t²
Como xi y vi con 0, la ecuación nos quedará: xf=1/2 a ∙t²
Calculamos la aceleración:F=m∙a, Fr= μ∙N
F=Fr+m∙a
m∙a= μ∙N+m∙a
m∙a= μ∙m∙g+m∙a
Las masas se van: a=μ∙g=1,02 m/s²
Sustituimos en la ecuación de...