Ejercicios Propuestos

Ejercicios de las Leyes de Newton.

1) En Marte, la aceleración debida a la gravedad es de 3.75 m/s2. Si oficialmente se ha designado la masa de una barra de plata como igual a 20 kg, determine este peso en newton en Marte.

 2) Una báscula de resorte A y una báscula de brazo B que tienen brazos de palanca iguales se fijan al techo de un elevador, y se les cuelgan en la forma indicada paquetes idénticos. Si en el momento que el elevador se mueve hacia abajo con aceleración de 2 ft/s2 la báscula de resorte indica una carga de7 lb, determine a) el peso de los paquetes, b) la carga indicada por la báscula de resorte y la masa necesaria para equilibrar la báscula de brazo cuando el elevador asciende con aceleración de 2 ft/s2.

 3) Un satélite para el sistema de posicionamiento global (GPS, por sus siglas en inglés) se encuentra en órbita circular a12,580 mi sobre la superficie de la Tierra y completa una órbita cada 12 h. Si la magnitud de la cantidad de movimiento lineal del satélite es de 750 103lb?s y el radio de la Tierraes de3960 mi, determine a) la masa del satélite, b) el peso del satélite antes de ser lanzado desdela Tierra.

 4) El bloque de40 lb inicia su movimiento desde el reposo desplazándose hacia arriba cuando se aplican fuerzas constantes de 10 y20 lb sobre las cuerdas que lo sostienen. Si se ignoran las masas de las poleas y el efecto de la fricción, determine la velocidad del bloque después que se ha movido1.5 ft.

 5) Un automovilista que viaja a una velocidad de108 km/h aplica los frenos de manera súbita y se detiene después de patinar75 m. Determine a) el tiempo requerido para que el automóvil se detenga, b) el coeficiente de fricción entre las llantas y el pavimento.

 6) Un automóvil de1400 kg se conduce hacia abajo por una pendiente de 4° a una velocidad de88 km/h cuando se aplican los frenos, lo que ocasiona una fuerza de frenado total de 7500 N aplicada sobre el automóvil. Determine la distancia recorrida por el auto antes de detenerse por completo.

 7) En la prueba de frenado de un automóvil deportivo, su velocidad se reduce de 70 mi/h a cero en una distancia de170 ft con resbalamiento inminente. Si el coeficiente de fricción cinética corresponde a 80 por ciento del coeficiente de fricción estática, determine  a) el coeficiente de fricción estática, b) la distancia de frenado para la misma velocidad inicial si el automóvil patina. Ignore la resistencia del aire y la resistencia al rodamiento.

 8) Un cohete a escala que pesa0.2 lb se lanza verticalmente desde el reposo en el tiempo t = 0 con un empuje constante de2 lb durante un segundo y sin empuje en t > 1 s. Si se ignora la resistencia y la reducción de masa del cohete, determine a) la altura máxima h que alcanza, b) el tiempo necesario para llegar a su altura máxima.

 9) Si la distancia de frenado de un automóvil a partir de 100 km/h es de60 m sobre pavimento parejo, determine dicha distancia a partir de100 km/h cuando el automóvil a) asciende por una pendiente de 6º, b) va hacia abajo sobre un plano con 2 por ciento de inclinación.

10) Un tren ligero consta de dos carros y viaja a 55 mi/h cuando se aplican los frenos en ambos carros. Si el carro A pesa55,000 lb y el carro B44,000 lb, y la fuerza de frenado es de7000 lb en cada carro, determine a) la distancia recorrida por el tren antes de detenerse, b) la fuerza presente en el acoplamiento entre los carros mientras el tren disminuye su velocidad

 11) El sistema que muestra la figura se encuentra inicialmente en reposo. Ignore las masas de las poleas y el efecto de la fricción en las mismas, y determine a) la aceleración de cada bloque, b) la tensión en cada cable.

 12) El remolque de plataforma plana transporta dos vigas de 3000lb con la viga superior asegurada por medio de un cable. Los coeficientes de fricción estática entre las dos vigas y entre la viga inferior y la plataforma del remolque son, respectivamente, de 0.25 y 0.30. Si no hay desplazamiento de la carga, determine a) la aceleración máxima del remolque y la tensión correspondiente en el cable, b) la desaceleración máxima del remolque.

 13) El bloque B de10 kg está sostenido por el bloque A de40 kg, el cual se jala hacia arriba sobre un plano inclinado mediante una fuerza constante de 500 N. Si se ignora la fricción entre el bloque y la pendiente y el bloque B no resbala sobre el bloque A, determine el valor mínimo permisible del coeficiente de fricción estática entre los bloques.

 14) Un paquete está en reposo sobre una banda transportadora que en un principio se encuentra en reposo. La banda empieza a moverse desplazándose hacia la derecha durante 1.5 s con aceleración constante de 3.2 m/s2.

 15) Los propulsores de un barco de masa m pueden generar una fuerza impulsora F0; cuando los motores se invierten, se produce una fuerza de igual magnitud pero dirección opuesta. Si el barco se está desplazando hacia delante a su velocidad máxima v0 cuando los motores se ponen en reversa, determine la distancia que recorre el barco antes de detenerse. Suponga que la resistencia friccionante del agua varía directamente con el cuadrado de la velocidad.

 16) Se aplica una fuerza constante P al pistón y la varilla de masa total  m para que se muevan en un cilindro lleno de aceite. Conforme se mueve el pistón, el aceite es obligado a atravesar los orificios del pistón para ejercer sobre éste una fuerza de magnitud kv en la dirección opuesta al movimiento del pistón. Si el pistón parte del reposo en t = 0 y x = 0, muestre que la ecuación relativa x, v y t es lineal en cada una de las variables, donde x es la distancia recorrida por el pistón y v la velocidad del mismo.

 17) Un proyectil de4 kg se dispara verticalmente con velocidad inicial de 90 m/s, alcanza su altura máxima y cae al suelo. El arrastre aerodiná- mico D tiene magnitud D = 0.0024v2, donde D y v se expresan en newtons y m/s, respectivamente. Si la dirección del arrastre siempre es opuesta a la de la velocidad, determine a) la altura máxima de la trayectoria, b) la velocidad del proyectil cuando llega al suelo.

18) Una caja B de250 kg está suspendida de un cable unido a una carretilla A de20 kg montada sobre una viga I inclinada en la forma que  se muestra. Si en el instante indicado la carretilla tiene una aceleración de 0.4 m/s2 hacia arriba y a la derecha, determine a) la aceleración de B relativa a A, b) la tensión en el cable CD.

19) Una esfera de2 kg gira en un círculo horizontal a una velocidad constante de 1.5 m/s. Si L =600 mm, determine a) el ángulo que forma la cuerda con la vertical, b) la tensión en la cuerda.

 20) ¿Qué fuerza neta se necesita para desacelerar uniformemente a un automóvil de1500 kg de masa desde una velocidad de100 km/h. hasta el reposo, en una distancia de55 m?

 21) Calcular la aceleración que produce una fuerza de 50 Newtons a un cuerpo cuya masa es de 5000 gramos. Expresar el resultado en m/seg2.

 22) Calcular la masa de un cuerpo si al recibir una fuerza de 100 Newtons le produce una aceleración de 200 cm/seg2. Exprese el resultado en kg.

 23) Determinar la fuerza que recibe un cuerpo de 30 kg, la cual le produce una aceleración de 3 m/seg2.

 24)  Determinar el peso de un cuerpo cuya masa es de60 kg.

 25) Calcular la masa de un cuerpo cuyo peso es de 980 Newtons.

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