Taller III Corteasdfasdfsadfsadf

7/25/2019 Taller III Corteasdfasdfsadfsadf

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DEPARTAMENTO DE FÍSICA, MECÁNICA

Taller Tercer Corte

“El secreto no se encuentra en la habilidad, sino en la disciplina y perseverancia”

Docente: Laura Bibiana Páez

(El presente taller es únicamente una guíade estudio)

1. Un oso hambriento que pesa 800 Ncamina hacia afuera de una viga en unintento por recuperar una canasta de comidaque cuelga en el extremo de la viga. La vigaes uniforme, pesa 300 N y mide 6.00 m delargo; la canasta pesa 90 N.

a) Dibuje un diagrama de cuerpo libre para la

viga.

b) Cuando el oso está en x= 1.00 m,

encuentre la tensión en el alambre y lascomponentes de la fuerza que ejerce la

pared sobre el extremo izquierdo de la viga.

c) ¿Qué pasaría si? Si el alambre puede

resistir una tensión máxima de 1000 N, ¿cuál

es la distancia máxima que el oso puede

caminar antes de que el alambre se rompa?

2. Un extremo de una barra uniforme de 6m

de largo y peso Fg está sostenido mediante

un cable. El otro extremo descansa contra la

pared, donde se mantiene por fricción, como

se muestra en la figura. El coeficiente defricción estática entre la pared y la barra es

μs = 1/2. Determine la distancia mínima x

desde el punto A en el que un objeto

adicional, también con el mismo peso Fg, se

puede colgar sin hacer que la barra se

deslice en el punto A.

3. Una señal uniforme de peso y ancho 2L

cuelga de una viga horizontal ligera conbisagra en la pared y sostenida por un cable(ver figura). Determinea) La tensión en el cableb) Las componentes de la fuerza de reacciónque ejerce la pared sobre la viga, en términosde , d , L y θ.

4. Una escalera uniforme de 15 que pesa500 descansa contra una pared sin fricción.La escalera forma un ángulo de 60° con lahorizontal.a) Encuentre las fuerzas horizontal y verticalque ejerce el suelo sobre la base de laescalera cuando un bombero de 800 está a4 desde la parte baja.b) Si la escalera está a punto de deslizarsecuando el bombero está a 9 arriba, ¿cuáles el coeficiente de fricción estática entre laescalera y el suelo?

5. Un hércules de circo levanta a su mujer(70 ) y a su hijo (30 ) colgados en losextremos de una barra, sin peso apreciable,de longitud 2 (ver figura). ¿Qué fuerza




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efectúa y por dónde tiene que sostener labarra?

6. Una barra uniforme de 5 de longitud y

una masa total de 150 se une al suelomediante una articulación mientras se sujeta

por un cable horizontal, como se muestra en

la figura. ¿Cuál es la tensión del cable?

7. Se construye con madera sólida una pista

para un automóvil a escala, como se muestra

en la figura. La pista tiene 5 m de ancho, 1 m

de alto y 3 m de largo. La pista se corta de

modo que forma una parábola con la

ecuación =(−)

. Ubique la coordenada

horizontal del centro de masa de esta pista.

8. Un joven de masa m está sentado en la

parte superior de un montículo de hielo

como se muestra en la figura. Si empieza aresbalar desde el reposo (suponiendo que el

hielo es perfectamente liso) ¿En qué punto P

deja el joven de tener contacto con el hielo?

9. Un bloque de masa = 5 se deja caer

partiendo del reposo desde el punto más

elevado A de un carril en pendiente a ℎ =

4 de altura (véase figura). El carril tiene

tres tramos, AB, BC y CD, de los cuales

únicamente en el tramo BC, de longitud

= 5 , existe rozamiento apreciable. Al

final del trayecto (tramo CD) hay un tope

unido a un resorte cuya constante elástica es

= 4000 /. Cuando el bloque alcanza el

tope, el resorte se comprime 25 cm.

Suponiendo un choque perfectamente

elástico, calcúlese el coeficiente de

rozamiento dinámico del tramo BC.

10. Un bloque de 500 gr se suelta en laposición A, se desliza a lo largo del planoinclinado de 45° de inclinación hasta B, acontinuación describe el bucle BCDEB, sedesliza a lo largo del plano horizontal BF yfinalmente comprime un muelle deconstante k = 600 N/m cuyo extremo libredista 60 cm de B.




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a) Calcular la máxima deformación delmuelle, sabiendo que la altura h de A es de 3

m, el radio del bucle r = 50 cm, y elcoeficiente dinámico de rozamiento en elplano horizontal BG es de 0,4 y en el planoinclinado AB es de 0.3. Se supone que nohay rozamiento en el bucle.b) Hallar la reacción en la posición D.

11. El esquema de la figura representa dos

planos inclinados 60° sin rozamiento, dos

planos horizontales AB = BD = 1,5 m con

rozamiento al deslizamiento de

coeficiente μ = 0.2 y una circunferencia

vertical sin rozamiento de radio R = 1 m.

Una partícula de masa m = 400 g se

abandona sin velocidad inicial y recorre el

camino OABCDE. Se pide

a) Si la altura de O es de 3 m calcular lavelocidad de la partícula en A, B, C y D

b) ¿Cuál será la reacción en los puntos B y

C?

c) ¿Cuánto ascenderá por el plano inclinado

DE?

12. Se lanza un bloque de 500 gr que

descansa sobre un plano inclinado 40°

mediante un muelle de constante k=600 N/m.

Se comprime el muelle 15 cm y se suelta el

bloque. El bloque se encuentra a 50 cm de

altura sobre el suelo, cuando el muelle está

comprimido tal como se muestra en la figura.

El boque describe el bucle ABCDEF. El radio

de la trayectoria circular BCDEB es de 50cm.

a) Determinar la velocidad del bloque en lasposiciones B (parte más baja de la trayectoriacircular), y D (parte más alta de la trayectoriacircular).b) La máxima distancia d que recorre hastaque se para en F.c) Las reacciones en las posiciones A, B, D yF.

El coeficiente de rozamiento en el planohorizontal BF es 0.2, y en el plano inclinado

AB es 0.3. No hay rozamiento en latrayectoria circular.

13. Un objeto de masa m inicia desde el

reposo y se desliza una distancia d por un

plano inclinado sin fricción de ángulo θ.

Mientras se desliza, hace contacto con un

resorte no estirado de masa despreciable,

como se muestra en la figura. El objeto se

desliza una distancia adicional x cuando es

llevado momentáneamente al reposo por

compresión del resorte (de constante de

elasticidad k ). Encuentre la separación inicial

d entre el objeto y el resorte.




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14. Un pequeño bloque de masa m se

desliza sin fricción desde una altura h a lolargo de una pista circular de radio R. Da una

vuelta y pasa por una región con fricción de

longitud d y coeficiente de fricción cinética ,

para luego chocar con un resorte de

constante elástica K. calcular:

a) La velocidad en el punto B.

b) La fuerza en el punto C más elevado de la

pista.

c) La máxima compresión del resorte.

d) Una vez lanzado el bloque por el resorte,

¿cuál es la altura máxima que recorre?

15.

Un joven de masam

está sentado en laparte superior de un montículo de hielo comose muestra en la figura. Si empieza a resbalardesde el reposo (suponiendo que el hielo esperfectamente liso) ¿En qué punto P deja el joven de tener contacto con el hielo?

16. Una partícula pequeña de masa m se jala

hacia lo alto de medio cilindro sin fricción (de

radio R) mediante una cuerda que pasa sobrelo alto del cilindro, como se ilustra en la

figura. a) Si supone que la partícula se muevecon rapidez constante, demuestre que F= mgcos θ. Nota: Si la partícula se mueve conrapidez constante, la componente de suaceleración tangente al cilindro debe ser ceroen todo momento. b) Mediante integracióndirecta de, encuentre el trabajo invertido almover la partícula con rapidez constantedesde el fondo hasta lo alto del medio cilindro.

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