INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA CAMPUS GUANAJUATO MATERIA: FÍSICA CLÁSICA TAREA TEMA: Aplicaciones de las leyes de Newton 1. Un bloque con masa m1 está colocado sobre un plano inclinado con ángulo α y está unido a un segundo bloque, con masa m2, colgado de una cuerda que pasa sobre una pequeña polea sin fricción . El coeficiente de fricción estática es µ s y el coeficiente de fricción cinético es µk. a) calcule la masa m2 , para el cual el bloque m1 se mueve hacia arriba con rapidez constante una vez que se inicia el movimiento. B) calcule la masa m2, para el cual el bloque m1 se mueve hacia abajo del plano con rapidez constante una vez que se inicia el movimiento. C) ¿Para qué intervalo de valores de m2 los bloques permanecerán en reposo?
2. Dos bloques conectados por una cuerda que pasa por una polea pequeña sin fricción descansan en planos sin fricción. A) ¿Hacia donde se moverá el sistema cuando los bloques se suelten del reposo? b) Qué aceleración tendrán los bloques? C) ¿Qué tensión hay en la cuerda?
3. Los bloques A,B y C se colocan como en la figura y se conectan con cuerdas de masa despreciable. Tanto A como B pesan 25 N cada uno, y el coeficiente de fricción cinético entre cada bloque y la superficie es de 0.35. El bloque C desciende con velocidad constante. A) Calcule la tensión en la cuerda que une los bloques A y B. b) ¿Cuánto pesa el bloque C? c) Si se cortara la cuerda que une A y B, ¿qué aceleración tendría C?
4. Un carrito de control remoto con masa de 1.6 kg se mueve con rapidez constante de v= 12.0 m/s, en un círculo vertical dentro de un cilindro hueco metálico de 5.00 m de radio. ¿Qué magnitud tiene la fuerza normal ejercida sobre el carrito por las paredes del cilindro a) en el punto A (parte inferior del circulo vertical)? B) ¿Y en el punto B (parte superior del círculo vertical?
5. Un bloque de peso P está siendo jalado por una persona hacia la derecha, con velocidad constante, sobre una superficie horizontal. Siendo µK el coeficiente de fricción cinético entre el bloque y la superficie, muestre que el valor de la fuerza F (que forma un ángulo θ con la horizontal), ejercida por la persona está dado por: ( 6. Una fuerza ⃗ ( ) ̂ ( ¿Cuál es el módulo de ⃗?
)
) ̂ actúa sobre un cuerpo de masa 1.5 kg. Calcule la aceleración ⃗.
7. Un objeto de 4 kg está sometido a la acción de dos fuerzas ⃗⃗⃗⃗ ( ) ̂ ( ) ̂ ( ) ̂ ⃗⃗⃗⃗ ( )̂ ( ) ̂ ( ) ̂ . El objeto está en reposo en el origen en el instante t=0. (a) ¿Cuál es la aceleración del objeto? (b) ¿Cuál es su velocidad en el instante t=3s? (c) ¿Dónde está el objeto en el instante t=3s? 8. El aparato denominado máquina de Atwood se utiliza para medir la aceleración debida a la gravedad g a partir de la aceleración de los dos bloques. Suponiendo que la cuerda y la polea tienen una masa despreciable y la polea carece de rozamiento, determinar la aceleración de los bloques y la tensión de la cuerda. 9. La masa m1 se mueve con velocidad v en una trayectoria circular de radio r sobre una mesa horizontal sin rozamiento. Está sujeta a una cuerda que pasa a través de un orificio (sin rozamiento) situado en el centro de la mesa. Una segunda masa m2 está sujeta en el otro extremo de la cuerda. Deducir una expresión para r en función de m1 y m2 y el tiempo T de la revolución. o
10. Una curva de radio 150 m tiene un peralte con un ángulo de 10 . Un coche de 800 kg toma la curva a 85 km/hr sin patinar. Determinar (a) la fuerza normal que actúa sobre los neumáticos ejercida por el pavimento, (b) la fuerza de rozamiento ejercida por el pavimento sobre los neumáticos del coche, y (c) el coeficiente de rozamiento estático mínimo entre el pavimento y los neumáticos.