Universitario

Universidad Autonoma de Zacatecas
“Francisco García Salinas”


Juan Manuel García Gonzalez

Física

Q. F. B.

06/08/12

4.30 Una bala de rifle calibre 22 que viaja a 350 m/s golpea un bloque de madera, penetrando a una profundidad e 0.130 m. El bloque está fijo en su lugar y no se mueve. La masa d ela bala es de 1.80 g. suponga una fuerza de retardo constante.

a) ¿Cuánto tardala bala en detenerse?
b) ¿Qué fuerza (en N) ejerce la madera sobre la bala?

Datos: Formulas: a) t= 2x/vx= 2(0.130) / (350 m/s) = 7.43X10-4s.
V= 350 m/s x – x0 = (Vx0 + Vx/2) t a= (350 m/s) / (7.43X10-4s) = 471063.25 m/s2
X= 0.130m F= ma b) F= (1.8X10-3Kg)(471063.25 m/s2) = 847.91 Nm= 1.8X10-3Kg

4.41 Imagine que, a fin de estudiar los daños en aviones que chocan con aves, diseña un cañón para acelerar objetos del tamaño de un pollo de modo que su desplazamiento en el cañón esté dado por x= (9.0x10³ m/s²) t²— (8.0x104 m/s³) t³. el objeto sale del cañón en t= 0.025 s.

a) ¿Qué longitud debe tener el cañón?
b) ¿Con que rapidez salen los objetos del cañón?
c) ¿Quéfuerza neta debe ejercerse sobre un objeto de 1.5 kg en: (i) ¿t= 0 s? (ii) ¿t= 0.025 s?

a) X= (9.0x10³ m/s²) (0.025)²— (8.0x104 m/s³) (0.025)3 = 4.37 m.
b) V(t) = 2(9.0x10³ m/s²) (0.025) — 3(8.0x104 m/s³) (0.025)2 = 3.0X102 m/s
c) a(t1) = 2(9.0x10³ m/s²) — 6(8.0x104 m/s³) (0.025s)= 6000 m/s2
a(t2) = 2(9.0x10³ m/s²) — (8.0x104 m/s³) (0) = 18000 m/s2

F1 = (1.50 kg) (18000m/s2) =27000 N
F2= 81.50 kg) (6000 m/s2) = 9000 N

4.45 Un elevador cargado, cuyos cables están muy desgastados, tiene masa total de 2200 kg, y los cables aguantan una tensión máxima de 28,000 N.

a) Dibuje el diagrama de cuerpo libre del elevedor. En términos de las fuerzas de su diagrama, ¿Qué fuerza neta actúa sobre el elevador? Aplique la segunda ley de Newton al elevador y calcule con quéaceleracion máxima puede subir el elevadr sin que se rmpan los cables.
b) ¿Y si el elevador estuviera en la luna? Donde g= 1.62 m/s²

a)
a= F/m – g = 28000N/2200kg – 9.81 m/s2 = 2.91 m/s2

B) a= 12.72 m/s2 – 1.62 m/s2 = 11.1 m/s2

5.55 Dos cuerdas están unidas a un cable de acero que sostiene un peso colgante como se muestra en la figura 5.33.
a) Dibuje un diagrama de cuerpolibre que muestre todas las cuerdas que actúan sobre el nudo que une las dos cuerdas al cable de acero. Con base en su diagrama de fuerzas, ¿Cuál cuerda estará sostenida a mayor tensión?
b) Si la tensión máxima que una cuerda resiste sin romperse es de 5000 N, determine el valor máximo del peso colgante que las cuerdas pueden sostener sin peligro. Puede despreciarse el peso de las cuerdas y delcable.

La cuerda que sostiene mayor tensión es la de 600 por estar más vertical
T2 cos 400 – T1 cos 600 = 0
T1 = (cos 400 / cos 600) = 1.532 T2

B) Tsenɸ = W T1= 5000 N
T2 = 5000 N/1.532 = 3263.70 N
T1 = 5000 N sen 600 = 4330.12 N
T2 = 3263.70 N sen 400 = 2097.86 N

T1+T2= (4330.12 N) + (2097.86 N) = 6427.98 N



5.62 El bloque A de la figura 5.58 pesa 1.20N, y el B, 3.60 N. El coeficiente de fricción cinética entre todas las superficies es de 0.300. Determine la magnitud de la fuerza horizontal F necesaria para arrastrar el bloque B a la izquierda con rapidez constante.
a) Si A descansa sobre B y se mueve con él (Fig. 5.58ª)
b) Si A no se mueve (Fig. 5.58b)

a) m= w/g = 1.20 N/9.81 m/s2 = 0.122
m= w/g = 3.60 N/9.81 m/s2 = 0.366 m=0.122 + 0.366 = 0.488
F= ma a= µkg F= m µkg
F= (0.488 kg) (0.300) (9.81m/s2) = 1.43 N

b) F= (0.300)(1.20 N) = 0.360 N
F= 1.43 N + 0.360 N = 1.80 N

5.90 Dos bloque de masa 4.00 kg y 8.00 kg están conectados por un cordel y bajan resbalando por un plano inclinado 30° (Fig 5.68). El coeficiente de friccion cinetica entre el bloque de 4.00 kg y el plano es de...