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Ejercicios resueltos

SEGUNDO CASO

1.- Un ascensor pesa 400 Kp. ¿Qué fuerza debe ejercer el cable hacia arriba para que suba con una aceleración de 5 m/s2? Suponiendo nulo el roce y la masa del ascensor es de 400 Kg.

Solución
Como puede verse en la figura 7, sobre el ascensor actúan dos fuerzas: la fuerza F de tracción del cable y la fuerza P del peso, dirigida hacia abajo.

 

La fuerza resultante que actúa sobre el ascensor es F – P

Aplicando la ecuación de la segunda ley de Newton tenemos:


Al transformar 400 Kp a N nos queda que:
400 Kp = 400 x 9,8 N = 3920 N
 
Sustituyendo los valores de P, m y a se tiene:
 
F – 3920 N = 400 Kg. x 0,5 m/s2
 
F – 3920 N = 200 N

Si despejamos F tenemos:

F = 200 N + 3920 N

F = 4120 N



2.- Un carrito con su carga tiene una masa de 25 Kg. Cuando sobre él actúa, horizontalmente, una fuerza de 80 N adquiere una aceleración de 0,5 m/s2. ¿Qué magnitud tiene la fuerza de rozamiento Fr que se opone al avance del carrito?

Solución

En la figura 8 se muestran las condiciones del problema

 

La fuerza F, que actúa hacia la derecha, es contrarrestada por la fuerza de roce Fr, que actúa hacia la izquierda. De esta forma se obtiene una resultante F – Fr que es la fuerza que produce el movimiento.
Si aplicamos la segunda ley de Newton se tiene:
 
Sustituyendo F, m y a por sus valores nos queda
 
80 N – Fr = 25 Kg. x 0,5 m/s2
 
80 N – Fr = 12,5 N

Si despejamos Fr nos queda:

Fr = 80 N – 12,5 N

Fr = 67,5 N



3.- ¿Cuál es la fuerza necesaria para que un móvil de 1500 Kg., partiendo de reposo adquiera una rapidez de 2 m/s2 en 12 s?

Datos
F =?
m = 1500 Kg.
Vo = 0
Vf = 2 m/s2
t = 12 s

Solución
Como las unidades están todas en el sistema M.K.S. no necesitamos hacer transformaciones.

La fuerza que nos piden la obtenemos de la ecuación de la segunda ley de Newton:

 

De esa ecuación conocemos la masa, pero desconocemos la aceleración. Esta podemos obtenerla a través de la ecuación
 
 
Porque partió de reposo.
 
Sustituyendo Vf y t por sus valores tenemos:
 
 
 
Si sustituimos el valor de a y de m en la ecuación (I) tenemos que:
 
F= 1500 Kg x 0,16 m/s2
 
F= 240 N
 
 
4.- ¿Qué aceleración adquirirá un cuerpo de 0,5 Kg. cuando sobre él actúa una fuerza de 200000 dinas?

Datos
a =?
m = 2,5 Kg.
F = 200000 dyn

Solución

La masa está dada en M.K.S., en cambio la fuerza está dada en c.g.s.

Para trabajar con M.K.S. debemos transformar la fuerza a la unida M.K.S. de esa magnitud (N)

 

 La ecuación de la segunda ley de Newton viene dada por:

 
 
Despejando a tenemos:
 
 
 
Sustituyendo sus valores se tiene:






 
 
 
 
TERCER CASO
 
1.- Dos niños, Juan de 20kg y Pedro de 25kg, están frente a frente en una pista de hielo. Juan da un empujón a Pedro y este sale despedido con una rapidez de 3m/seg. Calcular la rapidez con que retrocede Juan, suponiendo que los patines no ofrecen resistencia al movimiento
 
Razonamiento: En un caso de la ley de acción y reacción, por lo tanto, aplicamos la fórmula correspondiente, si es necesario despejamos, y sustituimos valores en un sistema de medidas.
 
Datos:
m1 = 20kg
m2 = 25kg
v1 = 3m/seg
v2 = ?
 
Despejamos:
m1 x v1 = m2 x v2   }    v1 = m2 x v2
                                                    m1
 
Resolvemos:
 
v1 = 25kg x 3m/seg = 3,75m/seg
               20kg
 
 
 
2.- Dos niños están patinando sobre una pista de hielo. Se empujan y salen despedidos con velocidades de 3m/seg y 3,5m/seg. Si la masa del primer niño es de 25kg, calcular la masa del segundo.
 
Datos:
v1 = 3m/seg
v2 = 3,5m/seg
m1 = 25kg
m2 = ?
 
Formula que utilizaremos:
m2= m1 x v1
           v2
 
Resolvemos:
 
m2= 25kg x 3m/seg  =  21,42kg
              3,5m/seg
 
 
 
3.- El dibujo representa a dos cuerpo, A y B, unidos por una cuerda a través de una polea. El cuerpo A está situado sobre una superficie horizontal y e cuerpo B cuelga libremente de la polea. Si hay fuerza de rozamiento sobre A, hacer un diagrama de cuerpo libre de cada uno de ellos.

 
 
 Cuerpo A
sobre el cuerpo A actúan las siguientes fuerzas:
Pa = es el peso del cuerpo A
Na = es la fuerza con que la superficie actúa sobre la A
T = es la tensión de la cuerda
Fr = es la fuerza de rozamiento entre la superficie y la A
 
 
 Cuerpo B
Sobre el cuerpo B actúan las siguientes fuerzas:
Pb = es el peso del cuerpo B
T = es la tensión de la cuerda






4.- El dibujo representa a dos cuerpos, A y B, unidos por una cuerda a través de una polea. El cuerpo A está situado sobre una superficie inclinada y el B cuelga libremente de la polea. Si hay fuerza de rozamiento sobre A, hacer un diagrama de cuerpo libre de cada uno de ellos



Las fuerzas que actúan sobre un cuerpo se sitúan sobre un sistema de coordenadas el cual se orientan para facilitar los cálculos

En este caso para, para el cuerpo A, el eje X lo dibujamos paralelo al plano inclinado

Cuerpo A
Las fuerzas que actúan sobre el cuerpo A son:
T = es la tensión de la cuerda
Pa = es el peso del cuerpo A
Na = es la fuerza normal con que la superficie acciona al cuerpo
Fr = es la fuerza de rozamiento



Cuerpo B
Las fuerzas que actúan sobre el cuerpo B son:
Pb = es el peso de la cuerda B
T = es la tensión de la cuerda





 

18 comentarios:

  1. el primer ejercicio esta mal, lo copiaste con todo y error....ojo.....!!!!!

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  2. el primer ejercicio esta mal, lo copiaste con todo y error....ojo.....!!!!!

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  3. haciendo referencia a la velocidad, primero expresa 5 m/s^2 y después escribe 0.5 m/s^2, es un error del primer ejercicio

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  4. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

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  5. un carrito de 5 n es dezplazado 3 m a lo largo de un plano horizontal mediante fuerza de 22 n luego esa fuerza se transforma en otra de 35 n a travez de 2 m determinar el trabajo efectuado sobre el carrito? alguien sabe

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  6. Me parece que hay un error en el despeje de la figura 8, ya que si 80N estaba restando debiese pasar al lado derecho como positivo y sumarse con 12.5N quedando como resultado: 92,5N.

    Si estoy en error acepto correcciones.

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    1. No hay error por q tenia q cambiar de signo .. Osino hubiera quedado : -Fr=12.5-80
      -Fr=-67.5

      Pero es asi
      80-Fr=12.5
      -Fr=12.5-80
      Cuando se despeja no debe quedarse en negativo asi q se cambia de signo

      -) Fr=-12.5+80
      Fr=67.5N
      Asi ;)

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  7. una persona de 75kg desciende de un risco con la ayuda de una cuerda . la soga que se usa puede soportar un maximo de 595N. con el fin de evitar de que se rompa la cuerda ¿con que aceleracion minima debe desnder el alpinista? si el alpinista desciende con esta aceleracion hasta un borde que esta a 20 m abajo ¿con que rapidez llegara la persona al borde ?

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  8. Esta bueno el blog, aun así hay unidades que están mal y causan confusión : ejem: V=m/s y a=m/s2

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  9. una persona golpea con el pie una pelota ejerciendole una fuerza de valor 35N, hacia arriba y a la izquierda, a 40° de la horizontal. indica las características de la fuerza que ejerce el balón sobre el pie de la persona ​

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  10. Por Favor Ayudenme A Resolverlo


    De tres dinamómetros idénticos cuelga un bloque de 30 kg de masa Se asume a g como 10m/s
    La lectura de cada uno de los dinamómetros es:??🤔🤔😣

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  11. excelente, lo felicito siga asi hace los problemas dificil de una forma sencilla gracias.

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