Dinámica de la partícula

1.-Una bola de 2 kg cuelga de una cuerda (de masa despreciable) del techo de un ascensor. Calcular la tensión de cuerda en cada uno de los casos siguientes: (tomar g=10 m/s2)

Solución


2.-Los vagones A, B, C de la figura tienen masas de 10, 15, y 20 kg respectivamente. Se aplica en C una fuerza F de 50 N. Calcular:

Solución


3.-Dos bloques de masas m1 y m2 está en contacto y pueden deslizar sobre una superficie horizontal sin rozamiento. Se aplica una fuerza F al bloque de masa m1. Calcular la fuerza que ejerce un bloque sobre el otro.

Solución


4.-Dos pesas de 3 y 2 kg están unidas por una cuerda que pasa a través de una polea (ambas de masa despreciable). Tómese g=10 m/s2. Calcular

Solución


5.-Hallar, en el problema de la figura:

Tómese g=10 m/s2. Suponer que los cuerpos deslizan sin fricción. La polea tiene masa despreciable

Solución


6.-Determinar las aceleraciones de los cuerpos de masa m1 y m2

Las cuerdas son inextensibles y de masa despreciable, las poleas son ideales y no hay rozamiento entre el cuerpo de masa m1 y el plano horizontal

Masatsugu Suzuki. Lecture Notes of General Physics I and II Calculus Based

Solución


7.-En el sistema de la figura, se pide determinar el valor de la fuerza F que actúa sobre el bloque de masa M para que los cuerpos de masa m1 y m2 permanezcan en reposo sobre el bloque que desliza sobre un plano horizontal.

Las cuerdas son inextensibles y de masa despreciable, las poleas son ideales y no hay rozamiento

Masatsugu Suzuki. Lecture Notes of General Physics I and II Calculus Based

Solución


8.-Un bloque de 750 kg es empujado hacia arriba por una pista inclinada 15º respecto de la horizontal. Los coeficientes de rozamiento estático y dinámico son 0.4 y 0.3 respectivamente. Determinar la fuerza necesaria,

(Tómese g=9.8 m/s2)

Solución


9.-Un bloque de 2 kg desliza a lo largo de un plano inclinado 30° con la horizontal. El coeficiente cinético es μk=0.9. Calcular y dibujar la fuerza paralela al plano inclinado que es necesario para mover el bloque con velocidad constante:

Solución


10.-La fuerza de rozamiento que actúa sobre el bloque vale μkmg en una de las siguientes situaciones (μk es el coeficiente dinámico de rozamiento).

Razónese la respuesta

  1. Cuando se ejerce una fuerza F, y el bloque se desplaza con velocidad constante
  2. Cuando se ejerce una fuerza F, y el bloque está a punto de empezar a moverse
  3. Cuando se ejerce una fuerza F, y el bloque está en reposo
  4. Cuando se ejerce una fuerza F, y el bloque se mueve con aceleración
  5. Cuando no actúa la fuerza F, y el bloque está en movimiento
  6. Cuando no actúa la fuerza F, y el bloque está en reposo

Solución


11.-Una camión transporta una caja de 200 kg. En un momento dado la aceleración del camión es de a=1.5 m/s2. ¿Cuál será el coeficiente estático mínimo μs para que el cajón permanezca sobre la plataforma y no deslice hacia atrás y se caiga del camión?

Solución


12.-Un bloque de 20 kg está situado sobre un plano horizontal en reposo. El coeficiente estático de rozamiento entre el bloque y el plano vale 0.6 y el cinético 0.5, respectivamente. Se aplica una fuerza F=100 N formando un ángulo de 30° con la horizontal.

Solución


13.-Un cuerpo de masa m=10 kg descansa en un plano inclinado de ángulo θ=20°. El coeficiente estático es μs=0.2 y el cinético μk=0.17. Determinar el estado del cuerpo en dos casos.

¿Permanecerá en reposo o deslizará?. Razona la respuesta

Solución


14.-Un bloque de masa m cae deslizando con velocidad constante a lo largo de un plano inclinado de 30°

Solución


15.-Un bloque de masa m2 puede deslizar sin rozamiento sobre un plano horizontal. Se coloca un bloque de masa m1 sobre dicho bloque. El coeficiente estático entre los dos bloques es μs. ¿Cuál será la máxima fuerza F que podemos aplicar sobre el bloque inferior para que el otro bloque de masa m1 no deslice?

Solución


16.-Sobre un tablero inclinado un ángulo de 30º se colocan dos cuerpos A y B, de masa 4 y 3 kg, respectivamente. El coeficiente de rozamiento entre el bloque A y el plano inclinado es 0.1, y entre el bloque B y dicho plano 0.2.

Tómese g=10 m/s2

Solución


17.-Un bloque de 4 kg asciende a lo largo de un plano inclinado 30º, al serle aplicada una fuerza F que hace 15º, tal como se indica en la figura. Sabiendo que el bloque, parte del reposo, en la base del plano inclinado, y alcanza una velocidad de 6 m/s después de recorrer 10 m a lo largo del plano.

El coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el plano inclinado es 0.2, tómese g=9.8 m/s2

Solución


18.-Un bloque de 4 kg asciende a lo largo de un plano inclinado 30º, al serle aplicada una fuerza F horizontal, tal como se indica en la figura. Sabiendo que el bloque, parte del reposo, en la base del plano inclinado, y alcanza una velocidad de 6 m/s después de recorrer 10 m a lo largo del plano.

El coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el plano inclinado es 0.2, tómese g=9.8 m/s2

Solución


19.-Dos cuerpos A y B de masas 20 y 5 kg respectivamente, que están unidos mediante una cuerda de 1 m de longitud, deslizan a lo largo de un plano inclinado 30º respecto de la horizontal. Ambos cuerpos parten inicialmente del reposo, encontrándose el cuerpo B 5 m por encima de la horizontal. Sabiendo que los coeficientes de rozamiento dinámico entre los cuerpos A y B y el plano son 0.2 y 0.4 respectivamente, calcular:

Tómese g=9.8 m/s2

Solución


20.-Determinar la aceleración de los bloques. El coeficiente de rozamiento entre las superficies en contacto es μ=0.2. La polea tiene masa despreciable.

Tómese g=9.8 m/s2

Solución


21.-Sea un plano inclinado de ángulo θ. Se proporciona una velocidad v0 a un objeto de masa m en la base del plano inclinado, tardando un tiempo t1 en detenerse, recorriendo una distancia d a lo largo del plano.

El objeto regresa, a la posición de partida empleando un tiempo t2, alcanzando una velocidad v<v0 en la base del plano inclinado debido al rozamiento.

Si el coeficiente cinético vale μ, calcular el ángulo θ del plano inclinado para la relación de tiempos (hacia arriba y hacia abajo) sea t1/t2=μ.

Physics Challenges for Teachers and Students. A Slippery Slope. The Physics Teacher. Vol. 40, October 2002. pp. 444

Solución


22.-Dos cuerpos de masas m y 4m unidos por una cuerda que pasa por una polea de masa despreciable descansan sobre la plataforma de masa m que puede deslizar sobre un plano horizontal sin rozamiento.

Los cuerpos pueden deslizar sobre la plataforma móvil con rozamiento. Para ambos bloques el coeficiente estático es μs=0.16 y el cinético es μk=0.10.

Se aplica una fuerza horizontal F a la polea y la aceleración de la plataforma es 0.2g m/s2. Calcular el valor de la fuerza F y las aceleraciones de cada uno de los cuerpos.

Physics Challenge for Teachers and Students. Cart before the horse. The Physics Teacher. Vo. 49, (2011). pp. 458

Solución


23.-Una cuña de masa m y ángulo θ, se coloca sobre el plano horizontal. Un cuerpo de masa m se sitúa sobre la cuña. El cuerpo de la misma masa m que la cuña, está atado a una cuerda que pasa por una polea y se fija a una pared vertical, de modo que la cuerda es horizontal entre la pared y la polea, y paralela al plano inclinado entre la polea y el cuerpo, tal como se muestra en la figura.

Cuando se suelta el cuerpo empieza a deslizar a lo largo de la cuña. Supondremos que no hay rozamiento entre las superficies de los cuerpos en contacto.

Physics Challenge for Teachers and Students. Solution to October 2012 Challenge. The Physcis Teacher, Vol 50, October 2012. pp. 441

Solución


24.-Calcular la aceleración de los cuerpos m1, m2 y m3 de la figura.

Solución


25.-Calcular las aceleraciones de los cuerpos de masa m1 y m2. Sobre el eje de la polea izquierda cuelga un cuerpo de masa m.

Todas las poleas tienen masas despreciables, no hay rozamiento. Las cuerdas son inextensibles y de masa despreciable.

Physics Challenge for Teachers and Students. Tackle this!. The Physics Teacher. Vol. 59, October 2021 pp. 583
Solution to the October, 2021. The Physics Teacher, 59, A733 (2021)

Solución