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)
Cuando acelera hacia arriba a razón de 3 m/s2
Cuando se mueve con velocidad constante.
Cuando frena disminuyendo su velocidad a razón de 3 m/s2.
Cuando se rompe el cable que sostiene al ascensor y este cae libremente.
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.
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
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,
para iniciar la subida del bloque por la pista.
para mantener el bloque en movimiento con velocidad constante,
una vez que este se ha iniciado.
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:
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?
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.
¿Permanecerá en reposo o deslizará el cuerpo?. Razona la respuesta
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.
Se aplica una fuerza horizontal F=50 N.
Se aplica una fuerza horizontal F=10 N.
¿Permanecerá en reposo o deslizará?. Razona la respuesta
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?
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.
¿Cómo deslizarán los cuerpos, juntos o separados?.
Hállese la aceleración de cada cuerpo y la reacción en la
superficie de contacto entre ambos (si la hubiere).
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.
Determinar el valor de la fuerza F.
El coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el plano inclinado es 0.2, tómese g=9.8 m/s2
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.
Determinar el valor de la fuerza F.
En dicha posición x=10 m se deja de aplicar la
fuerza F, determinar el desplazamiento total del móvil a lo largo
del plano hasta que se para.
El coeficiente de rozamiento
entre el cuerpo y el plano inclinado es 0.2, tómese g=9.8 m/s2
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:
La aceleración de ambos cuerpos.
La tensión de la cuerda.
La velocidad con que cada cuerpo llega a la base del plano inclinado.
20.-Un plano inclinado reposa sobre una superficie horizontal con rozamiento (coeficiente estático μs). Dos bloques de masas m1 y m2 (m1 >m2) está atados por una cuerda que pasa por una polea (de masa despreciable) en la parte superior del plano inclinado de ángulo θ
Calcular la aceleración de los bloques y la tensión de la cuerda cuando el plano inclinado está en reposo
El plano inclinado permanecerá en reposo para un coeficiente μs mayor que un mínimo. Calcular este mínimo
Lim Yung-kuo. Problems and Solutions on Mechanics. Word Scientific. Problem 1025, pp. 27-28
21.-Un bloque de m=5 kg se ata a una pared mediante una cuerda y se coloca encima de otro de M=10 kg. Se aplica al segundo una fuerza horizontal F=45 N
El coeficiente cinético es μk=0.2 entre las superficies en contacto
Calcular la tensión T de la cuerda y la aceleración a del bloque de masa M
22.-Determinar la aceleración de los
bloques. El coeficiente de rozamiento entre las superficies en contacto es μ=0.2.
La polea tiene masa despreciable.
23.-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
24.-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
25.-Sea un sistema formado por tres cuerpos de masas m, 2m y 3m, respectivamente. Los cuerpos de masas 2m y m están unidos por una cuerda que pasa a través de una polea, de masa despreciabe y sin rozamiento.
Determinar el valor mínimo del coeficiente estático μs entre la superficie del cuerpo de masa 3m y el plano horizontal para que éste permanezca en reposo, cuando se suelta el cuerpo de masa m.
Los coeficientes estático μs y cinético μk de la fuerza de rozamiento entre las superficie del cuerpo de masa 3m y el cuerpo de masa 2m se proporcionan en la figura
Physics Challenge for Teachers and Students. November 2017 Challenge. 'The new block on the block' The Physcis Teacher, Vol 55, November 2017. pp. 508
26.-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
28.-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)