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LEYES DE NEWTON
3.1.1. EJERCICIOS RESUELTOS 3.1.
1. Una mujer sostiene un objeto en una de sus manos. Aplicando la Tercera Ley de Newton del movimiento, la
fuerza de reacción al peso de la bola es: (Segundo examen de ubicación 2006)
a) La fuerza normal que el piso ejerce sobre los pies de la mujer.
b) La fuerza normal que la mano de la mujer ejerce sobre el objeto.
c) La fuerza normal queel objeto ejerce sobre la mano de la mujer.
d) La fuerza gravitacional que el objeto ejerce sobre la Tierra.
SOLUCIÓN
Las fuerzas de acción y de reacción se generan entre el mismo par de cuerpos, esto es, el peso de la bola es la
fuerza de carácter gravitacional que genera la Tierra sobre la bola, por lo tanto la reacción debe ser la fuerza
gravitacional que genera la bola sobre la Tierra,además tienen la misma magnitud y actúan en dirección
opuesta.
Respuesta: d)
2. Una caja con masa de 50 kg es arrastrada a través del piso por una cuerda que forma un ángulo de 30º con la
horizontal. ¿Cuál es el valor aproximado del coeficiente de rozamiento cinético entre la caja y el piso si una
fuerza de 250 N sobre la cuerda es requerida para mover la caja con rapidez constante de 20 m/scomo se
muestra en el diagrama? (Examen de ubicación invierno 2007)
a) 0.26
b) 0.33
250 N
c) 0.44
20 m/s
d) 0.59
30º
e) 0.77
50 kg

SOLUCIÓN
Realizamos el diagrama de cuerpo libre para el bloque.
Debido a que la velocidad es constante, la fuerza neta es cero

N
Fy

N
250
30º

50 kg

w

Figura 371

Fx − f k = 0

N + Fy − w = 0

250 cos 30º = f k

Fx

∑ Fy = 0
N +250 sin 30º−mg = 0

250 cos 30º = µ k N

fk

∑ Fx = 0

N = 50kg 9.8m / s 2 − 250 sin 30

(

)

Al reemplazar la ecuación obtenida en el eje de las y, en la ecuación
obtenida en el eje de las x tenemos

250 cos 30º = µ k N

250 cos 30º = µ k [(50)(9.8) − 250 sin 30]
250 cos 30º
[(50)(9.8) − 250 sin 30]
µ k = 059

µk =

Respuesta: d)

ELABORADO POR: JULIO CESAR MACIASZAMORA

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3. Dos masas idénticas, m, son conectadas a una cuerda sin masa que pasa por poleas sin fricción, como se
muestra en la figura 372. Si el sistema se encuentra en reposo, ¿cuál es la tensión en la cuerda? (Examen
final, verano 2006)
a) Menor que mg
b) Exactamente mg
c) Mayor que mg pero menor que 2mg
d) Exactamente 2mg
m
m
e) Mayor que 2mg
Figura 372SOLUCIÓN
Si realizamos el diagrama de cuerpo libre en cualquiera de los dos bloques tenemos
T

Puesto que el sistema está en reposo, se tiene que la fuerza neta es cero

∑ Fy = 0
T −w=0
T =w
T = mg

W

Figura 373
Respuesta: b)
4. Un estudiante hala una caja de madera sobre una superficie horizontal con velocidad constante por medio de
una fuerza P. ¿Cuál de las siguientes opciones escorrecta? (Examen final, verano 2006)
a) P > f y N < w
N
P
b) P > f y N = w
c) P = f y N > w
θ
f
d) P = f y N = w
e) P < f y N = w
w

Figura 374
SOLUCIÓN
El diagrama de cuerpo libre para este bloque es similar al diagrama de cuerpo libre realizado en el ejercicio 2, y
además por realizar el movimiento con velocidad constante, la fuerza neta es cero, de manera que las ecuacionesestarían dadas por

∑ Fx = 0
Px − f = 0
P cos θ = f
P=

f
cos θ

∑ Fy = 0
Py + N − w = 0
N = w − P sin θ

De los resultados podemos ver que P > f porque el coseno del ángulo es un valor que está comprendido entre cero
y uno, de manera que al dividir el valor de f entre un número que está entre cero y uno, el resultado será mayor
que f. Del mismo modo, N < w porque al restar del peso unvalor igual a Psinθ, disminuye el valor del peso.
Respuesta: a)

178 ELABORADO POR: JULIO CESAR MACIAS ZAMORA

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5. Tres fuerzas actúan como se muestra en la figura 375 sobre un anillo. Si el anillo se encuentra en equilibrio,
¿cuál es la magnitud de la fuerza F?
a) 7261 N
b) 5948 N
c) 2916 N
d) 5048 N
e) 4165 N
T

35º
F

90º

4165 N

Figura 375
SOLUCIÓN
En...