UNIVERSIDAD DEL META FACULTAD DE INGENIERAS

TALLER FSICA I

1. Una cuerda ligera puede sostener una carga colgante estacionaria de 25,0 kg antes de romperse. Un objeto de 3,00 kg unido a la cuerda gira en una mesa horizontal y sin friccin en un crculo de radio 0,80 m, mientras el otro extremo de la cuerda se mantiene fijo. Qu rango de rapidez puede tener el objeto antes que la cuerda se rompa?

2. En el modelo de Bohr del tomo de hidrgeno, la rapidez del electrn es aproximadamente

. Encuentre a) La fuerza que acta sobre el electrn cuando ste

gira en una rbita circular de radio

b) La aceleracin centrpeta del electrn.

3. Una moneda colocada a 30,0 cm del centro de una mesa horizontal giratoria se desliza cuando su rapidez es 50,0 cm/s a) Qu fuerza ocasiona la aceleracin centrpeta

cuando la moneda est estacionaria con respecto a la mesa giratoria?

b) Cul es el coeficiente de friccin esttica entre la moneda y la mesa giratoria?

4. Una caja est situada en el centro de la plataforma

plana de una camioneta cuando sta transita por una curva peraltada del camino. La curva puede ser considerada como un arco de crculo de radio 35,0 m. Si el coeficiente de friccin esttica entre la caja y el camin es de 0,6 con qu rapidez puede circular el camin sin que la caja se deslice?

5. Un objeto de 4,00 kg est unido a una varilla vertical por medio de dos cuerdas, como en la figura. El objeto gira en un crculo horizontal a rapidez constante de 6,00 m/s. Encuentre la tensin en la cuerda superior y la cuerda inferior.

6. Un equipo de ingenieros disea neumticos de automviles. Se prueba un nuevo prototipo de neumticos para ver si su comportamiento cumple con las previsiones. En una prueba de deslizamiento el modelo BMW 530i fue capaz de recorrer a velocidad constante un crculo de radio 45,7 cm de radio en 15,2 s sin patinar. a) Cul fue su velocidad? b) Cul fue su aceleracin centrpeta? c) Suponiendo que la fuerza friccin del aire es

despreciable, Cul es el valor mnimo del coeficiente de friccin esttico entre las llantas y la carretera?

7. Un camin de masa 4000 kg se carga en un buque mediante una gra que ejerce una fuerza ascendente de 35000 N sobre el camin. Esta fuerza, que es suficientemente grande para vencer la fuerza de gravedad y empezar a levantar el camin, se aplica a lo largo de una distancia de 3 m. Determinar: a) El trabajo realizado por la gra b) El trabajo realizado por la gravedad c) La velocidad ascendente del camin despus de

haber subido 3 m.

8. Una fuerza constante de 80N acta sobre una caja de masa 5,0 kg que se est movimiento en la direccin de la fuerza aplicada con una velocidad de 20 m/s. Tres segundos despus la caja se mueve con una velocidad de 68 m/s. Determinar el trabajo realizado por esta fuerza.

9. Un bloque de masa 6 kg se desliza hacia abajo por un plano inclinado sin rozamiento. El ngulo del plano inclinado es 60 a) Hacer una relacin de todas las fuerzas que actan

sobre el bloque y determinar el trabajo realizado por cada fuerza cuando el bloque se desliza 2 m (medidos a lo largo del plano)

b) Cul es el trabajo total realizado sobre el bloque? c) Cul es la velocidad del bloque despus de

recorrer 1,5 m si parte del reposo? d) Cul sera la velocidad del bloque despus de

recorrer 1,5 m si parte con velocidad inicial de 2m/s?

10. Una partcula de 3 kg parte del reposo en y se mueve bajo la influencia de una sola fuerza

en donde se miden en newtons y en metros. a) Determinar el trabajo realizado por la fuerza

cuando la partcula se desplaza de a b) Determinar la velocidad de la partcula cuando se

ha desplazado .

11. Una partcula de 4 kg est sometida a una fuerza que vara con la posicin, como se ve en la figura. Encuentre el trabajo realizado por la fuerza sobre la partcula cuando se mueve a) De a

b) De a

c) De

a d) Cul es el

trabajo total realizado por la fuerza sobre la distancia de a

e) Si la partcula inicia desde reposo en cul es la velocidad en ; en ; en

12. Un obrero empuja horizontalmente una caja de 30,0 kg una distancia de 4,5 m en un piso plano, con una fuerza de 120 N con 30 sobre la horizontal. El coeficiente de friccin cintica entre el piso y la caja es de 0,25. a) Cunto trabajo efecta la fuerza del obrero sobre

la caja? b) Cunto trabajo realiza la fuerza normal? c) La gravedad? d) Qu trabajo total se efecta sobre la caja? e) Cul es el aumento en energa interna del sistema

caja-piso debido a la friccin? f) cul es el cambio en energa cintica de la caja? g) Si la caja parte del reposo, cul es la velocidad de la

caja cuando recorre los 4,5 m?

13. Un paquete de 5,00 kg baja 1,50 m deslizndose por una larga rampa inclinada 12 bajo la horizontal. El coeficiente de friccin cintica entre el paquete y la rampa es 0,31. Calcule el trabajo realizado sobre el paquete por a) la friccin b) La gravedad c) La fuerza normal d) Todas las fuerzas (el trabajo total sobre el

paquete) e) Cul es el aumento de energa interna de del

sistema paquete-rampa debido a la friccin? f) Cul es el cambio en energa cintica del

paquete? g) Si el paquete tiene una rapidez de 2,20 m/s en la

parte superior de la rampa. Qu rapidez tiene despus de bajar deslizndose 1,50 m?

14. Un transportador de equipaje tira de una maleta de 20,0

kg para subirla por una rampa inclinada 25 sobre la horizontal con una fuerza de magnitud que acta paralela a la rampa. El coeficiente de friccin cintica entre la rampa y la maleta es . Si la maleta viaja

en la rampa, calcule el trabajo realizado sobre la maleta por a) la fuerza aplicada b) la fuerza gravitacional c) la fuerza normal d) El trabajo total hecho sobre la maleta e) Cul es el aumento de la energa interna del

sistema maleta-rampa debido a la friccin f) Si la rapidez de la maleta es cero en la base de la

rampa, qu rapidez tiene despus de haber subido 3.80 m por la rampa?

15. Una partcula de se desplaza con una velocidad de

2 m/s cuando se encuentra en . Esta partcula se encuentra sometida a una nica fuerza que vara con la posicin del modo indicado en la figura a) Cul es la

energa cintica en

b) Cul es el trabajo

realizado por la fuerza cuando la partcula se desplaza desde ?

c) cul es la velocidad de la partcula cuando se encuentra en ?

16. Una mujer que pesa 600 N se sube a una bscula que

contiene un resorte rgido En equilibrio el resorte se comprime 1,0 cm bajo su peso. Calcule la constante de fuerza del resorte y el trabajo total efectuado sobre l durante la compresin.

17. Una fuerza de 160 N estira un resorte 0,050 m ms all de su longitud no estirada. a) Qu fuerza se requiere para un estiramiento de

0,015 m? b) Qu fuerza se requiere para una compresin de

0,020 m respecto a la longitud no estirada? c) Cunto trabajo debe efectuarse en los dos casos de

la parte a) y b)? 18. Un bloque de 2,00 kg se une a un resorte de constante

de fuerza 550 N/m. El bloque es jalado 5,00 cm a la derecha del equilibrio y soltado desde el reposo. Encuentre su rapidez cuando pasa por el punto de equilibrio. a) Si la superficie

horizontal es sin friccin

b) Si el coeficiente de friccin entre el bloque y la superficie es de 0,350

19. Una bala de 15 g posee un velocidad de 1,2 km/s

a) cul es su energa cintica en julios b) Si la velocidad se reduce a la mitad Cul ser su

energa cintica c) Y si la velocidad se duplica?

20. Una masa de 6 kg en reposo se eleva a una altura de 3 m

con una fuerza de 80 N. Determinar a) El trabajo realizado por la fuerza b) El trabajo realizado por la gravedad c) La energa cintica final de la masa

21. Un resorte se estira 2,0 cm cuando se suspende un objeto de masa 0,55 kg. a) Cul es la fuerza constante del resorte? b) Cunta masa se debe colgar para estirar 3,5 cm el

resorte? c) Cunto trabajo se realiza sobre el resorte cuando

se cuelga la masa de 0,55 kg? d) Cunto trabajo se realiza sobre el resorte cuando

se estira 3,5 cm? e) Cunto trabajo se realiza sobre el resorte cuando

se estira de 2,0 cm a 3,5 cm?

22. Un bloque de 8 kg, inicialmente en reposo, es halado a la derecha a lo largo de una superficie horizontal con coeficiente de friccin 0,4 por una fuerza de 60 N con un ngulo de 25 arriba de la horizontal. Encuentre la

rapidez del bloque despus que se ha movido 3,0 m.