Lista 6 de Fsica 1. La fuerzaaplicada poruna banda elstica produce una aceleracin de S ms2 sobre un paquete deheladom1= 1 kg.Cuandolamismafuerzaseaplicaaunpaquetedeheladodemasam2a travs de la misma goma le produce una aceleracin de 11 ms2. (a) Cul es la masa del segundo paquete de helado? (b) Cul es el mdulo de la fuerza? 2.Unastronautasehaextraviadoenelespaciolejosdesucpsulaespacial.Afortunadamente, posee una unidad de propulsin que le proporciona una fuerza constante F durante 3 segundos. Al cabo de los tres segundos se ha movido 2.2S m. Si su masa es 68 kg, determinar F. 3. Una partcula de masa u.4 kg est sometida, simultneamente, a dos fuerzas F1=-2Nt - 4Ny F2=-2.6uNt - SN. Si la partcula est en el origen y parte del reposo para t = u, calcular (a) su vector posicin r y (b) su velocidad : para t = 1.6 scg. 4. Un jugador de baloncesto de 11u kg se cuelga del aro del cesto despus de un mate espectacular. Antesdedejarsecaer,sequedacolgandoenreposo,conelanillodoblandohaciaabajouna distanciade1S cm.Suponiendoqueelarosecomportacomounmuelleelstico,calcularsu constante de fuerza k. 5.Durantelasvacacionesdeinvierno,unjovenparticipaenunacarreradetrineosdondelos estudiantessustituyenalosperros.Eljovencomienzalacarreradeunacuerdaatadaaltrineocon unafuerzade1Su Nqueformaunngulode25conlahorizontal.Lamasadelcuerpotrineo-cuerda-pasajero es de 8u kg y el rozamiento entre el trineo y el hielo es despreciable. Determinar: (a) la aceleracin del trineo y (b) la fuerza normal ejercida por la superficie sobre el trineo. 6.Supongaquetrabajaparaunagrancompaadetransporteyquedebedescargardeuncamin una caja enorme y frgil usando una rampa. Si la velocidad vertical con que llega la caja al final de larampaessuperiora2.S ms(lavelocidadqueadquiereunobjetosicaedesdeunaalturade Su.S cm), su carga se daa. Cul es el mayor ngulo posible al que se puede instalar la rampa para conseguir una descarga segura? La rampa debe superar un metro de altura, est formada por rodillos y est inclinada con la horizontal un ngulo 0. 7. Un cuadro que pesa 8N se cuelga mediante dos cables que ejercen tensiones I1 y I2. Determine la tensin de los dos cables. 8. Cuando un avin acelera en la pista del aeropuerto para despegar, un viajero decide determinar su aceleracin mediante su yo-yo y comprueba que la cuerda del mismo forma un ngulo de 22 con la vertical.(a)Culeslaaceleracindelavin?(b)Silamasadelyo-yoesde4u g,culesla tensin del acuerda? 9. Un hombre de 8u kg est de pie sobre una balanza de muelle sujeta al suelo de un ascensor. La balanza est calibrada en newtons. Qu peso indicar la balanza cuando (a) el ascensor se mueve conaceleracinohaciaarriba,(b)elascensorsemueveconaceleracindescendenteo,(c)el ascensor se mueve hacia arriba a 2u ms, mientras su velocidad decrece a razn de 8 ms2? 10.Uncaballorechazatirardelcarroporquerazona:deacuerdoconlaterceraleydeNewton, cualquieraquesealafuerzaqueejerzasobreelcarro,steejercerunafuerzaigualydesentido contrario sobre m, por lo que la fuerza neta ser cero y no habr ninguna opcin para acelerarlo. Dnde est el error de este argumento? 11.Pepe(masamp)secaeporelbordedeunglaciar.Afortunadamente,estatadomedianteuna larga cuerda a Sal (masa ms), que lleva un pico de alpinista. Antes de que Sal clave su pico para detenerelmovimiento,sedeslizasinrozamientoporlasuperficiedehielo,atadoaPepeporuna cuerda.Sesuponequetampocoexisterozamientoentrelacuerdayelglaciar.Determinarla aceleracin de cada persona y la tensin de la cuerda. 12. Un astronauta que construye una estacin espacial empuja una caja de masa m1 con una fuerza FA1. Esta caja est en contacto directo con una segunda caja de masa m2. (a) Cul es la aceleracin de las cajas? (b) Cul es el mdulo de la fuerza ejercida por una caja sobre la otra? 13. Un pasajero de un crucero usa un taco de shuffleboard par impulsar horizontalmente un disco de u.4 kgaunavelocidadde 8.S msporlapistadejuegosituadaenlacubiertadelbarco.Eldisco recorreochometrosantesdepararse.Determinarelcoeficientedefriccinderozamientoentreel disco y la cubierta. 14. Sobre la cubierta superior de un libro de tapas duras que est sobre una mesa hay una moneda. Poco a poco se levanta la tapa del libro hasta que la moneda empieza a deslizarse. El ngulo 0mux (conocido como ngulo de reposo) es el ngulo que forma la tapa con la horizontal en el momento en que la moneda empieza a moverse. Calcular el coeficiente de rozamiento esttico pc entre la tapa del libro y la moneda en funcin de 0mux. 15. Dos nios son arrastrado en un trineo sobre un terreno cubierto de nieve. Se tira del trineo con una cuerda que forma un ngulo de 40 con la horizontal. La masa conjunta de los dos nios es de 4S kgyeltrineotieneunamasadeS kg.Loscoeficientesderozamientoestticoycinticoson pc= u.2ypc= u.1Syeltrineoestinicialmenteenreposo.Determinarlafuerzaderozamiento ejercidaporelsuelosobreeltrineoylaaceleracindelosniosyeltrineo,silatensindela cuerda es (a) 1uu N y (b) 14u N. 16.Unamasam2sehaajustadodemodoqueelbloquedemasam1estenelumbralde deslizamiento. (a) Si m1= 7kg y m2= Skg, cul es el coeficientede rozamiento esttico entre el bloque y el soporte? (b) Con un ligero toque, los bloques se mueven con aceleracin o. Determinar o si el coeficiente de rozamiento cintico entre el bloque y el soporte es pc= u.S4. 17.Uncochecillodeniosincontroladosedeslizasinrozamientoporunacharcaheladahaciaun agujeroenelhielo.Unapersonasobrepatinesintentaalcanzarelcochecillo.Cuandoloconsigue, esta persona y el cochecillo sigue deslizndose hacia el agujero con velocidad :0. El coeficiente de rozamiento entre los patines(en la posicin de frenado) y el suelo es pc. La distancia al agujero en el momento de agarrar al cochecillo es , la masa de la persona es mA y la del cochecillo es mB. (a) Culeselvalormnimodeparaevitarlacadaenelagujero?(b)Qufuerzadebeejercerla persona sobre el cochecillo? 18.UnaniademasamCestsentadaenuntobogndemasam1,situadosobreunestanque helado. El tobogn se empuja con una fuerza horizontal Fup. Los coeficientes de rozamiento esttico y cintico entre la nia y el tobogn son pc y pc, respectivamente. (a) Determinar el valor mximo deFupparaelcuallanianosedeslizarespectoaltobogn.(b)Determinarlaaceleracindel tobogn y la nia cuando Fup es superior a este valor mximo. 19. Un coche viaja a Su ms por una carreterahorizontal. Los coeficientes de rozamiento entre la carreteraylosneumticossonpc= u.Sypc= u.4.Qudistanciarecorrerelcocheantesde detenerse si (a) el coche frena con un sistema antibloqueo, de modo que las ruedas no se deslizan? y (b) el coche frena con dureza sin antibloqueo, y las ruedas se bloquean? 20.Unparacaidistademasa64 kgalcanzaunavelocidadlmitede18u kmbconsusbrazosy piernas extendidas. (a) Cul es la magnitud de la fuerza de arrastre Fu sobre el paracaidista? (b) Si la fuerza de arrastre es igual a b:2, cul es el valor de b? 21. Se hace girar un cubo con un volumen de agua de masa m siguiendo una circunferencia vertical de radio r. Si la velocidad del cubo en su parte ms alta es :t calcular (a) la fuerza ejercida por el cubo sobre el agua en este punto; (b) el valor mnimo de :t para que el agua no se salga del cubo; (c)lafuerzaejercidaporelcubosobreelaguaenlapartemsbajadelcrculo,endondela velocidad del cubo es :b. 22.UnmuchachosebajadelaramadeunrbolagarrndoseaunacuerdadeSu mdelongitud atadaaotraramasituadaSu mporencima.Suponiendodespreciablelaresistenciadelaire, determinar el ritmo de aumento de la velocidad del muchacho cuando la cuerda forma un ngulo de 25 con la vertical durante el descenso. 23. Una bola de masa m est suspendida de una cuerda de longitud I y se mueve con velocidad de mdulo constante : en un crculo horizontal de radio r. La cuerda forma un ngulo 0. Determinar (a) la direccin de la aceleracin, (b) la tensin de la cuerda y (c) la velocidad de la bola. 24.UnacurvaderadioSu mtieneunngulodeperalte0.Esdecir,lafuerzanormaldebidoala superficiedelacarreteraformaunngulode30conlavertical.Determinarelvalorde0parael cual un coche puede tomar la curva a 4u kmb aunque est cubierta de hielo, considerando que la carretera no produzca prcticamente rozamiento. 25.Duranteuntrabajodeverano,unequipodeestudiantesdiseaneumticosdeautomviles.Se prueba un nuevo prototipo de neumticos para ver si el coeficiente de rozamiento esttico entre el pavimento y el neumticoes de 0.9 como indicael fabricante. En una prueba de deslizamiento, el automvil fue capaz de recorre a velocidad de mdulo constante un crculo de 4S.7 m de radio en 1S.2 ssinpatinar.Suponiendoqueelarrastreconelaireyelrozamientoderodadurason despreciables,ademsquelasuperficieeshorizontal.(a)Culfueelmdulodesuvelocidad:? (b) Cul fue la aceleracin centrpeta? (c) Suponiendo que la fuerza del aire y el rozamiento son despreciables, cul es el valor mnimo del coeficiente de rozamiento esttico?