guia fisica 2 UFRO

UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA
FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS FISICAS

Física II - ICF 190
Unidad I: Dinámica de una Partícula
Guía de Ejercicios No. 1

[ ]

[ ]

1. La figura 1 adjunta representa dos bloques de masas m1 = 10.0 kg y m2 = 20.0 kg instalados sobre
una superficie horizontal lisa (sin roce). Ambos bloques están unidos entre sí mediante una
cuerdaideal
(liviana e inextensible). Una fuerza externa
bloque.

r
ˆ
F = 60 i [ N ] se aplica sobre el lado derecho

ˆ
j

r
g

segundo

r
F

m2
m2

m1

ˆ
i

del

Figura 1.
Determine:
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)

La aceleración de cada uno de los bloques.
La forma vectorial de la fuerza que aplica el bloque [1] sobre la cuerda.
La forma vectorial de la fuerza que aplicael bloque [2] sobre la cuerda.
La fuerza neta sobre cada uno de los bloques.
La velocidad de cada uno de los bloques en t = 2.0 s suponiendo que el sistema parte desde el

[ ]

reposo en t = 0 .
(f) El desplazamiento de cada uno de los bloques entre los instantes t = 0 y t = 2.0 s suponiendo que

[ ]

el sistema parte desde el reposo en t = 0 .
(g) Muestre que la fuerza neta sobre lacuerda es cero. ¿Cómo se explica que a pesar de que la cuerda
acelera (conjuntamente con ambos bloques) la fuerza neta sobre ella sea nula?

2. Suponga que la superficie horizontal lisa de la Fig. 1 pertenece a un camión que acelera con respecto a la

ˆ
tierra hacia la derecha con una aceleración de 2.0 i ( m / s ) . Sobre el bloque (2) continúa actuando
2

r
ˆ
externa F = 60 i [ N ].Determine la fuerza neta sobre cada uno de los bloques, medidas

desde

la fuerza
el

camión.

m = 4.0 (kg ) que se encuentra sobre un plano inclinado
3
4
largo y rugoso con un ángulo φ = 36.87º . Notar que sen α =
y cos α = . Un estudiante mantiene el
5
5
bloque en reposo afirmándolo con su mano en el instante t = 0 , suelta el bloque y sobre él comienza a actuar
una fuerzahorizontal, cuyo módulo depende del tiempo, de la forma F (t ) = 2 (30 − t ) ( N ) , cuando el
tiempo se mide en (s ) . Esta fuerza actúa entre t = 0 y t = 30 ( s ) . Los coeficientes de roce estático y cinético
entre el bloque y el plano inclinado miden μe = 0.30 y μc = 0.25 , respectivamente. Estas mediciones son

3. La figura adjunta representa un bloque de masa

realizadas en el Sistema deReferencia Laboratorio (fijo a Tierra). Suponga que éste es un Sistema de
Referencia Inercial.

r
F ( t)

r
g

ˆ
j

iˆ

α

En el Sistema de Referencia Laboratorio (o Tierra) demuestre que:
(a) El bloque comienza a subir por el plano inclinado en t = 0

⎛m⎞
2 ⎟
⎝s ⎠

(b) La aceleración con que el bloque comienza a ascender es 1.903 ⎜
(c) El bloque se detiene en el instante t 0 =11.71 ( s )
(d) Entre los instantes t = 0 y t = t 0 el bloque recorre 43.49 ( m)

(e) El bloque comienza a descender nuevamente en el instante t1 = 22.80 ( s )
Profesores:
Alfonso Llancaqueo, Asticio Vargas, Eduardo Cisternas, Enoc Paillahueque

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Física II - ICF 190
Unidad I:Dinámica de una Partícula
Guía de Ejercicios No. 1

4. Un bloque de masa m = 3.50 kg se encuentra en reposo sobre una superficie horizontal rugosa. Los
coeficientes de roce entre la superficie y el bloque son μ e = 0.35 y μ c = 0.20 . En el instante

r

ˆ
t0 = 0 s actúa sobre el bloque una fuerza horizontal F (t ) = (5.00 + 2 t ) i medida en N cuando t se mide en s.

r
g

r
F (t )

m
0(a) Realice un diagrama de cuerpo libre en el instante t0 = 0 s. ¿Cuáles son las condiciones iniciales
referidas a t0?.
(b) Calcule la velocidad del bloque en el instante t = 5.0 s.
(c) Esboce las gráficas a = a(t), v = v(t) y x = x(t) en el intervalo 0 ≤

t ≤ 5.0 s .

5. Una pequeña esfera de radio r, cae verticalmente desde el reposo por el interior de un tubo que
contiene un...