MATERIA FÍSICA GENERAL I CARRERA FÍSICA MEDICA 2003 PRÁCTICA

EPOXY 728 SECTION 728 EPOXY 1 SCOPE 1 MATERIALS
JOINT MATERIAL 707 SECTION 707 JOINT MATERIAL 1 SCOPE
REINFORCEMENT 713 SECTION 713 REINFORCEMENT 1 SCOPE 1 MATERIALS

TRACKING MATERIAL TRANSFER AGREEMENT FOR THE TRANSFER OF
SPECIMEN – FARM PARTNERSHIP AGREEMENT MATERIAL
2 PRIMERA REUNIÓN DE MINISTROS EN MATERIA

PRÁCTICA 1: VECTORES – ESTÁTICA

Materia: FÍSICA GENERAL I

Carrera: FÍSICA MEDICA

2003

PRÁCTICA 5: DINÁMICA

Para desarrollar esta práctica los alumnos deberán conocer:

Segunda ley de Newton
Plano inclinado
Fricción

Problema 1

Un bloque de masa m está resbalando por un plano inclinado (con ángulo de inclinación ) sin fricción.

Calcule la fuerza de reacción ejercida por el plano sobre el bloque.
Calcule la aceleración del bloque.
Si ahora incluimos roce entre el plano y el bloque (coeficiente de roce dinámico _d), calcule el valor del coeficiente de roce.

Problema 2

Dos masas M₁ = 5kg y M₂ = 8kg, están conectadas por una cuerda sin masa que pasa por una polea sin masa y sin fricción (figura 5.2). Se desea conocer la aceleración de las masas y la tensión de la cuerda. Rta. a = 2.26m/s², T = 60.3N.

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Figura 5.1 Figura 5.2 Figura 5.3

Problema 3

Un bloque de madera está sostenido en un plano inclinado que forma un ángulo de 37⁰ con la horizontal. Se empuja el bloque para resbale hacia arriba del plano con una velocidad inicial de 5m/s. Los coeficientes de rozamiento estático y dinámico entre el bloque y el plano son de 0.80 y 0.40 respectivamente. ¿Hasta dónde se moverá el bloque sobre el plano antes de pararse? ¿Resbalará hacia atrás el bloque?. Rta. s = 1.39m

Problema 4

Una masa de 10kg se sostiene en un plano inclinado y se conecta a una segunda masa M por medio de una cuerda y una polea como se muestra en la figura 5.3. Si la aceleración de M es de 3m/s² hacia arriba, ¿Cuál es la masa M y la tensión de la cuerda?. Rta. M = 2.25kg y T = 28.8N

Si suponemos ahora que el sistema está inicialmente en reposo y que los coeficientes rozamiento estático y dinámico entre la masa de 10kg y el plano son 0.25 y 0.15 respectivamente. ¿Quedará el sistema en reposo?. Sino es así, ¿Cuál será la aceleración y la tensión en la cuerda?. Rta. a = 2.03m/s² y T = 26.7N

Problema 5

La figura 5.4 muestra dos masas M₁ y M₂ sujetas por una cuerda inextensible que pasa por una polea sin fricción.

Para M₁ = 4kg y M₂ = 6kg y el sistema inicialmente en reposo. Determinar la aceleración de las masas y la tensión de la cuerda. Rta. a = 5.88m/s² y T = 23.5N
Para M₂ = 5.4kg y la tensión de la cuerda de 21N. Determinar M₁ y su aceleración. Rta. M₁ = 3.55kg y a = 5.91m/s².

Problema 6

Dos masas M₁ y M₂, se conectan con un cordón delgado y son jaladas hacia arriba de un plano inclinado de 37⁰, como se indica en la 5.5. El coeficiente de rozamiento entre M₁ y el plano inclinado es de 0.50.

Para M₁ = M₂= 4kg y una fuerza aplicada de 120N. Determine la aceleración del sistema y la tensión en la cuerda que conecta las dos masas, considere el coeficiente de rozamiento entre M₂ y el plano igual a cero. Rta. a = 7.15m/s² y T = 67.8N
Para M₁ = 5kg y M₂= 4kg, suponiendo que no se aplica fuerza y que el sistema se mueve a velocidad constante. Encuentre el coeficiente de rozamiento entre M₂ y el plano y la tensión en la cuerda. Rta. _d = 0.94 y T = 9.9N

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Figura 5.4 Figura 5.5 Figura 5.6

Problema 7

Los tres bloques de la figura 5.6 están conectados por medio de cuerdas ligeras que pasan por poleas sin fricción. La aceleración del sistema es de 2m/s² hacia la izquierda y las superficies son ásperas. Determine las tensiones en las cuerdas y el coeficiente de rozamiento cinético entre los bloques y las superficies. (Suponga el mismo ). Rta. T₁ = 78N, T₂ = 35.9N y _d = 0.655.

Problema 8

Una caja de masa M debe ser arrastrada por una superficie horizontal (el coeficiente de roce dinámico entre las superficies es ). Un método consiste en empujar la caja, haciendo un ángulo  con la horizontal. El otro método consiste en tirar de la caja haciendo también un ángulo  con la horizontal. Explique si un método resulta ser mejor que otro.

Problema 9

Un bloque de masa m = 2kg se suelta del reposo a una altura h = 0.5m de la superficie de una mesa, en la parte superior de una pendiente con un ángulo  = 30, como se muestra en la figura 5.7. La pendiente está fija sobre una mesa de altura H = 2m y la pendiente no presenta fricción.

Determine la aceleración del bloque cuando se desliza hacia debajo de la pendiente. Rta: 4.9m/s²
¿Cuál es la velocidad del bloque cuando deja la pendiente? Rta: 3.13 m/s
¿A qué distancia de la mesa, el bloque golpeará el suelo? Rta: 1.35m
¿Cuánto tiempo ha transcurrido entre el momento en que se suelta el bloque y cuando golpea el suelo? Rta: 1.14s
¿La masa del bloque influye en cualquiera de los cálculos anteriores?

Problema 10

¿Qué fuerza horizontal debe aplicarse al carro de la figura 5.8 con el propósito de que los bloques permanezcan estacionarios respecto al carro? Suponga que todas las superficies, las ruedas y la polea son sin fricción. (Sugerencia: observe que la fuerza ejercida por la cuerda acelera a m₁) Rta: (M +m₁ + m₂) m₂ g / m₁