FÍSICA GENERAL - FASE 2 - GRUPO (2 - 3)

FÍSICA GENERAL

 ACTIVIDAD  COLABORATIVA FASE II - (2 - 3)

Las Leyes de Movimiento y sus Aplicaciones

1.  Un objeto de masa M se mantiene en lugar mediante una fuerza aplicada 𝐹 y un sistema de poleas como se muestra en la figura. Las poleas no tienen masa ni fricción. 

(a) Dibuje los diagramas de cuerpo libre para el bloque, la polea pequeña y la polea grande. 

(b) Encuentre la tensión en cada sección de cuerda, T1, T2, T3, T4 y T5, en términos del peso 𝑀𝑔 del bloque. 

(c) La magnitud de 𝐹 ..

2. Un saco de cemento de masa 𝑀 cuelga en reposo de tres alambres, como se muestra en la figura. Dos de los alambres forman ángulos 𝜃1 y 𝜃2 con la horizontal. 

(a) Demuestre que la tensión en el alambre izquierdo es 𝑇1 = 𝑀𝑔 cos𝜃2/sen(𝜃1+𝜃2 ) . 

(b) Encuentre una fórmula análoga a esta, que permita calcular 𝑇2 . .

Fuerzas de fricción.

3. Un bloque de 25.0 kg inicialmente está en reposo sobre una superficie horizontal. Se requiere una fuerza horizontal de 75.0 N para poner al bloque en movimiento, después de lo cual se requiere una fuerza horizontal de 60.0 N para mantener al bloque en movimiento con rapidez constante. Usando esta información, 

(a) halle el coeficiente de fricción estática. 

(b) halle el coeficiente de fricción cinética.
 
4. Tres masas de 5.00 Kg, 3.00 Kg y 2.00 Kg, están conectadas sobre una mesa como lo muestra la figura. La mesa tiene un coeficiente de fricción de deslizamiento de 0.210. Si la masa de la cuerda es despreciable y las poleas no tienen fricción. 

(a) determine la aceleración de cada bloque y sus direcciones. 

(b) Determine las tensiones en las dos cuerdas.

Trabajo

5. Un bloque de 15Kg es arrastrado sobre una superficie rugosa por una fuerza de 70 N que actúa a 20 grados sobre la horizontal. El bloque se desplaza 5.0 m y el coeficiente de fricción es de 0.30. Determine el trabajo realizado por 

(a) la fuerza de 70 N, 

(b) la fuerza normal y 

(c) la fuerza de gravedad (peso).
 
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 = 3.00 m; 

(b) de 𝑥 = 3.00𝑚 a 𝑥 = 10.0 m. 

(c) De 𝑥 = 0.00 𝑚 a 𝑥 = 17.0 m. 
 
7.  La fuerza que actúa en una partícula es Fx = (0.50 x-1.2) N, donde x está en metros. 

(a) Grafique esta fuerza con x desde x = 0.0 m hasta x = 4.0 m. 

(b) A partir de su gráfica, encuentre el trabajo neto realizado por esta fuerza sobre la partícula conforme se traslada de x = 2.0 m a x = 3.5 m.

Energía cinética y el teorema del trabajo y la energía.

8. Una carretera avanza por terreno quebrado. Desde cierto punto A, tiene tres tramos rectos que conducen sucesivamente a los puntos B, C y D. Los tramos son rectilíneos y tienen las siguientes longitudes y ángulos de inclinación respecto a la horizontal: AB-->4.00km subiendo a 15.0°; BC-->3.00km subiendo a 20.0°; CD-->8.00km bajando a 25.0°. Un auto de 1.80 × 103 kg hace el recorrido de A a D. Si se le asigna una energía potencial nula en el punto A, calcule sus energías potenciales gravitatorias en los puntos B, C y D.

9. Una partícula de 0.500 kg tiene una rapidez de 2.50 m/s en el punto (A) y energía cinética de 8.00 J en el punto (B). ¿Cuáles son a) su energía cinética en (A), b) su rapidez en (B) y c) el trabajo neto invertido en la partícula conforme se mueve de(A) a (B)?

Potencia.
 
10. Una polea con su respectiva cuerda se usa para levantar una persona que se encuentra en un pozo estrecho y de gran profundidad, la persona lleva un maletín que genera rozamiento contra las paredes del pozo, lo cual generan una fuerza de fricción constante de 400N. Masa de la persona: 78Kg; Peso del maletín: 8Kg; Si el motor está diseñado para ir aumentando su velocidad a una aceleración de 0,5 m/s2 ¿Qué potencia debe entregar el motor en el instante en que la rapidez del elevador es 1,00 m/s?.