FÍSICA I (FCA1) – FÍSICA II (FIS2)

DISCUSIÓN No. 2: SEGUNDA LEY DE NEWTON 1. Una cubeta de pintura de 2.5 kg cuelga de una cuerda sin masa de otra cubeta de pintura de 3.5 kg que también cuelga de otra cuerda sin masa. a) Si las cubetas están en reposo, ¿cuál es la tensión en cada cuerda?, b) Si las dos cubetas se halan hacia arriba con una aceleración a = 1.6 m/s2 ¿cuál es la tensión en cada cuerda? 2. El bloque que se muestra en la figura tiene una masa de 7 kg y se encuentra sobre un plano sin fricción inclinado a un ángulo de 22° con respecto a la horizontal.

a) Determine la aceleración del bloque conforme este se desliza por el plano. b) Si el bloque parte del reposo a 12 m arriba del plano desde su base, ¿cuál será la rapidez del bloque cuando llegue al final del plano inclinado? 3. Encuentre la tensión de las cuerdas A y B en cada caso:

4. El coeficiente de fricción estática entre el teflón y los huevos revueltos es de 0.04. ¿Cuál es el ángulo más pequeño desde la horizontal que provocará que los huevos resbalen en el fondo de una sartén recubierta de teflón?

5. Un bloque de 4.8 kg que está sobre un plano inclinado a 39° recibe la acción de una fuerza horizontal de 46 N. El coeficiente de fricción cinética entre el bloque y el plano es de 0.33 ¿cuál es la aceleración del bloque cuando se mueve hacia arriba por el plano?

6. Un cajón descansa en la plataforma de carga de un camión. El coeficiente de fricción entre el

cajón y la plataforma es μs =0.40. Si el camión se detiene rápidamente, el cajón se deslizará hacia

adelante y se estrellará con la cabina del camión. ¿Cuál es la desaceleración máxima de frenado que puede tener el camión para que el cajón permanezca quieto? 7. Al frenar en una emergencia, un tren que viaja a 35 m/s rechina para detenerse. La desaceleración constante tarda 7.5 s para completarse. ¿Cuál es el coeficiente de fricción cinética entre el tren y los rieles? 8. Un bloque de 25 kg está inicialmente en reposo sobre una superficie horizontal. Se necesita una fuerza horizontal de 75 N para poner el bloque en movimiento. Después que empieza a moverse se necesita una fuerza de 60 N para mantener el bloque en movimiento con rapidez constante. Determine los coeficientes de fricción estática y cinética a partir de esta información 9. Usted sostiene un libro contra la pared apretándolo con su mano. La fuerza forma un ángulo θ con la pared. La masa del libro es m y el coeficiente de fricción estática entre el libro y la pared es μs.

A) Dibuje un diagrama de cuerpo libre para el libro. B) Calcule la magnitud de la fuerza que usted debe ejercer para mantener el libro estacionario.

C) ¿Para qué valor del ángulo θ la magnitud de la fuera requerida es la más pequeña posible?

¿Cuál es la magnitud de la menor fuerza posible?

D) Si usted empuja a un ángulo mayor de 90°, debe hacerlo muy fuerte para sostener el libro en su lugar. ¿Para qué valor del ángulo se hará imposible sostener el libro en su lugar?

10. Dos tractores remolcan una casa móvil a una nueva localidad, como se muestra en la figura. La fuerza resultante de las fuerzas FA y FB ejercida sobre la casa por los cables es paralela a la línea L y FA = 4500 N. Determine FB y la magnitud de la fuerza resultante.

11. Los antiguos egipcios movían grandes piedras arrastrándolas por la arena en trineos. ¿Cuántos egipcios se necesitaban para arrastrar un obelisco de 700 toneladas métricas? Suponga que μk =0.30 para el trineo sobre arena y que cada egipcio ejercía una fuerza horizontal de 360 N. 12. Un elevador tiene una masa m = 500 Kg. a) ¿Cuál es el valor de la tensión en el cable de acero que lo sostiene cuando está inmóvil? b) Suponga que al iniciar el ascenso, el elevador posee una aceleración de 2.0 m/s2, ¿cuál es la tensión en el cable en ese instante? c) Considere que la tensión máxima que el cable puede soportar es igual a 8.0 x 103 N, ¿cuánto vale la aceleración máxima que podrá ser comunicada al elevador sin que se rompa el cable? 13. Dos cajas están sobre una superficie horizontal sin fricción. La mujer, que usa unos zapatos de golf que le dan tracción (agarre), aplica una fuerza horizontal de F = 50.0 N a la caja de 6.0 Kg. a) Dibuje un diagrama de cuerpo libre para cada caja. b) ¿Qué magnitud tiene la aceleración del sistema? c) ¿Cuál es la tensión en la cuerda que une las dos cajas?

14. Una velocista olímpica puede arrancar con una aceleración casi horizontal de 15 m/s2. ¿Qué fuerza horizontal debe aplicar una corredora de 55 Kg a los bloques de salida para producir esta aceleración? ¿Qué cuerpo ejerce la fuerza que impulsa a la corredora; los bloques o ella misma? 15. A un bloque se le da una velocidad inicial de 5.0 m/s hacia arriba de un plano sin fricción con una inclinación de 20º. ¿Cuán alto se desliza el bloque sobre el plano antes de que se detenga?