FÍSICA GENERAL
ACTIVIDAD COLABORATIVA FASE II - (8 - 9)
Las Leyes de Movimiento y sus Aplicaciones
1. Una fuerza 𝐹 aplicada a un objeto de masa 𝑚1 produce una aceleración de 3.00 m/s2 . La misma fuerza aplicada a un segundo objeto de masa 𝑚2 produce una aceleración de 1.00 m/s2 .
(a) ¿Cuál es el valor de la relación 𝑚1/𝑚2 ?
(b) Si 𝑚1 y 𝑚2 se combinan en un solo objeto, ¿cuál es su aceleración bajo la acción de la fuerza 𝐹 ?
2. Dos fuerzas 𝐹 1 y 𝐹 2 actúan sobre un objeto de 5.00 kg. Sus magnitudes son 𝐹1 = 20.0 N y 𝐹2 = 15.0 N. Determine la magnitud y dirección (respecto a 𝐹 1 ) de la aceleración del objeto en los casos (a) y (b) de la figura.
1. Una fuerza 𝐹 aplicada a un objeto de masa 𝑚1 produce una aceleración de 3.00 m/s2 . La misma fuerza aplicada a un segundo objeto de masa 𝑚2 produce una aceleración de 1.00 m/s2 .
(a) ¿Cuál es el valor de la relación 𝑚1/𝑚2 ?
(b) Si 𝑚1 y 𝑚2 se combinan en un solo objeto, ¿cuál es su aceleración bajo la acción de la fuerza 𝐹 ?
2. Dos fuerzas 𝐹 1 y 𝐹 2 actúan sobre un objeto de 5.00 kg. Sus magnitudes son 𝐹1 = 20.0 N y 𝐹2 = 15.0 N. Determine la magnitud y dirección (respecto a 𝐹 1 ) de la aceleración del objeto en los casos (a) y (b) de la figura.
Fuerzas de fricción.
3. Un automóvil viaja a 65.0 mi/h en una autopista.
a) Si el coeficiente de fricción estática entre camino y llantas en un día lluvioso es 0.300, ¿cuál es la distancia mínima en la que el automóvil se detendrá?
b) ¿Cuál es la distancia de frenado cuando la superficie está seca y Us = 0.800?
4. Dos masas desiguales están unidas por una cuerda ligera que pasa por una polea sin fricción. El bloque de m2, se ubica
sobre un plano inclinado, con coeficiente de fricción 𝜇 y ángulo 𝜃.
(a) si m1=3.00 Kg, m2 = 10.0Kg y 𝜃=35.0⁰, calcule el
valor del coeficiente de fricción para que el sistema tenga una aceleración de 0.828m/s2
y
(b) Calcule el valor de la tensión de la cuerda.
3. Un automóvil viaja a 65.0 mi/h en una autopista.
a) Si el coeficiente de fricción estática entre camino y llantas en un día lluvioso es 0.300, ¿cuál es la distancia mínima en la que el automóvil se detendrá?
b) ¿Cuál es la distancia de frenado cuando la superficie está seca y Us = 0.800?
(b) Calcule el valor de la tensión de la cuerda.
Trabajo
5. Una fuerza 𝐹 = (6.00𝑖̂− 2.00𝑗̂) N actúa sobre una partícula que experimenta un desplazamiento ∆⃗⃗⃗⃗𝑟 en la dirección del vector unitario 0.800𝑖̂+ 0.600𝑗̂.
(a) Hallar el ángulo entre 𝐹 y ∆⃗⃗⃗⃗𝑟 .
(b) Si el trabajo realizado sobre la partícula por el agente que aplica la fuerza vale 12.0 N, determine la magnitud del desplazamiento.
6. La fuerza que actúa sobre una partícula varía como se muestra en la figura. Encuentre el trabajo invertido por la fuerza en la partícula conforme se mueve…
(a) De 𝑥 = 0.00 𝑚 a 𝑥 = 8.00 m;
(b) de 𝑥 = 0.00 𝑚 a 𝑥 = 12.00 m.
(c) Existe cierto punto A sobre el eje X tal que el trabajo realizado por esta fuerza en el intervalo [𝑥𝐴 ,12.0 m] vale cero. Encuentre el valor de 𝑥𝐴 .
7. La fuerza que actúa en una partícula es Fx = (0.40 x-1.0) N, donde x está en metros
(a) Grafique esta fuerza con x desde x = 0.0 m hasta x = 4.00 m.
(b) A partir de su gráfica, encuentre el trabajo neto realizado por esta fuerza sobre la partícula conforme se traslada de x = 2.00 m a x = 3.50 m
Energía cinética y el teorema del trabajo y la energía.
5. Una fuerza 𝐹 = (6.00𝑖̂− 2.00𝑗̂) N actúa sobre una partícula que experimenta un desplazamiento ∆⃗⃗⃗⃗𝑟 en la dirección del vector unitario 0.800𝑖̂+ 0.600𝑗̂.
(a) Hallar el ángulo entre 𝐹 y ∆⃗⃗⃗⃗𝑟 .
(b) Si el trabajo realizado sobre la partícula por el agente que aplica la fuerza vale 12.0 N, determine la magnitud del desplazamiento.
6. La fuerza que actúa sobre una partícula varía como se muestra en la figura. Encuentre el trabajo invertido por la fuerza en la partícula conforme se mueve…
(b) de 𝑥 = 0.00 𝑚 a 𝑥 = 12.00 m.
(c) Existe cierto punto A sobre el eje X tal que el trabajo realizado por esta fuerza en el intervalo [𝑥𝐴 ,12.0 m] vale cero. Encuentre el valor de 𝑥𝐴 .
7. La fuerza que actúa en una partícula es Fx = (0.40 x-1.0) N, donde x está en metros
(a) Grafique esta fuerza con x desde x = 0.0 m hasta x = 4.00 m.
(b) A partir de su gráfica, encuentre el trabajo neto realizado por esta fuerza sobre la partícula conforme se traslada de x = 2.00 m a x = 3.50 m
Energía cinética y el teorema del trabajo y la energía.
8. Un bloque inicialmente en reposo es jalado hacia la derecha sobre una superficie horizontal sin fricción por una fuerza horizontal constante de 15.0 N.
(a) Encuentre la velocidad del bloque después de que se ha movido 3.00m.
(b) ¿Cuál es la velocidad final del bloque si la superficie es rugosa y el coeficiente de fricción cinético es 0.120 ?
9. Un bloque de masa 1.20 Kg se une a un resorte que tiene una constante de elasticidad de 1.00×10³N/m. El resorte se
comprime una distancia de 2.00 cm y el bloque se suelta desde el reposo.
(a) Calcule la velocidad del bloque conforme pasa por su posición de equilibrio, si la superficie es sin fricción.
(b) Calcule la velocidad del bloque cuando pasa por la posición de equilibrio si una fuerza constante de 4.00 N retarda su movimiento.
Potencia.
10. Un elevador de 6.50 × 102 kg parte del reposo. Se mueve hacia arriba durante 4.00 s con aceleración constante hasta que llega a su rapidez de crucero de 1.75 m/s.
(a) ¿Cuál es la potencia promedio del motor del elevador durante este intervalo de tiempo?
(b) ¿En cuánto excede esta potencia a la potencia del motor cuando el elevador se mueve a su rapidez de crucero?
(a) Calcule la velocidad del bloque conforme pasa por su posición de equilibrio, si la superficie es sin fricción.
(b) Calcule la velocidad del bloque cuando pasa por la posición de equilibrio si una fuerza constante de 4.00 N retarda su movimiento.
Potencia.
10. Un elevador de 6.50 × 102 kg parte del reposo. Se mueve hacia arriba durante 4.00 s con aceleración constante hasta que llega a su rapidez de crucero de 1.75 m/s.
(a) ¿Cuál es la potencia promedio del motor del elevador durante este intervalo de tiempo?
(b) ¿En cuánto excede esta potencia a la potencia del motor cuando el elevador se mueve a su rapidez de crucero?
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