Fisica

Programa de Ingeniería Civil
Fundamentos de Física – Semestre A de 2010
Ejemplo de variación con problemas obtenidos de los libros de física (17 de marzo de 2010)

1. Un cuerpo de masas m1 esempujado hacia arriba como lo indica la figura, por una fuerza de valor F que forma un ángulo de 0º con el suelo. Considere que la superficie sobre la cual resbalan no es lisa y la fuerza de friccióntiene un valor de 76 Newton.

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Desarrollo:

a. El diagrama de cuerpo libre correspondiente a la masa.

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Después de tomar el sistema cartesiano con los ejes X e Y orientados comoaparecen en la parte superior izquierda, encontramos que en X actúan la componentes de X de la fuerza F (hacia la derecha) y del peso (hacia la izquierda), a las que se suma la fuerza de friccióncontra la superficie (orientada hacia la izquierda, después de asumir que el cuerpo se mueve hacia la derecha por acción de la fuerza F).

En el eje Y tenemos la componte del peso (hacia abajo,presionando sobre la superficie del plano inclinado), la fuerza normal N que aparece como reacción de la superficie sobre la masa (hacia arriba), y la componente en Y de la fuerza F (hacia abajo).

Elángulo entre la fuerza F y el eje X, según como ha sido tomado, es de 70°, ya que 0° existen respecto a la horizontal que representa el suelo.

b. Obtener las correspondientes expresiones que permitancalcular la aceleración del sistema y la fuerza que tira de la masa. Deben explicarse los desarrollos, establecerse las condiciones con claridad.

Asumiendo que el cuerpo se mueve hacia la derecha,podremos decir lo siguiente:

|Para la masa obtenemos la sumatoria de fuerzas en X (horizontal), lo que nos arroja| |
|la fuerza neta m1.a,donde a es el valor de la aceleración que experimenta la masa | |
|al moverse sobre el plano inclinado. Aparece la componente positiva de F,...