Estudia la dependencia entre el movimiento de los cuerpos materiales y las fuerzas que actúan sobre ellos. El movimiento de un cuerpo dado queda determinado por la naturaleza y disposición de los otros cuerpos que forman su medio ambiente así como por las condiciones iniciales del movimiento.
INERCIA
La comparación de los resultados de la acción de una misma fuerza sobre cuerpos diferentes, conduce a la noción de la inercia de los cuerpos. La experiencia muestra, que en general, si se aplica una misma fuerza a 2 cuerpos distintos en reposo, libres de otras influencias, estos cuerpos durante un mismo intervalo de tiempo recorrerán distancias diferentes y adquirirán distintas velocidades.
La inercia caracteriza la propiedad de los cuerpos materiales de cambiar más rápido o más lentamente la velocidad de su movimiento bajo la acción de las fuerzas aplicadas.
La medida cuantitativa de la inercia de un cuerpo dado, es una magnitud física escalar denominada masa del cuerpo. En mecánica se considera que la masa es una cantidad escalar positiva, y constante para cada cuerpo dado, es decir no depende de la velocidad del cuerpo considerado.
SEGUNDA LEY DE NEWTON
Toda fuerza resultante no nula al actuar sobre un cuerpo de masa “m” constante produce una aceleración que posee la misma dirección de la fuerza resultante, siendo su valor directamente proporcional al valor de la fuerza resultante e inversamente proporcional a la masa del cuerpo.....
FUERZA DE GRAVEDAD
Es la fuerza de atracción gravitatoria ejercida sobre un cuerpo por la Tierra.
La fuerza de atracción gravitatoria ejercida sobre un cuerpo por la Tierra es un aspecto de la acción mutua entre la Tierra y el cuerpo. Esto es, la Tierra atrae al cuerpo y al mismo tiempo el cuerpo atrae a la Tierra. La fuerza ejercida sobre la Tierra por el cuerpo tiene igual magnitud y dirección opuesta a la fuerza ejercida sobre el cuerpo por la Tierra.
La fuerza de gravedad (peso) no es una propiedad del cuerpo, si no que depende de su masa y de las características del planeta o del elemento material que ejerce atracción sobre el cuerpo.
APLICACIONES DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON
I. Al movimiento rectilíneo
En este caso se debe tener en cuenta que la aceleración es paralela a la trayectoria rectilínea, por lo que en este caso es recomendable descomponer las fuerzas en una componente paralela y perpendicular a la trayectoria rectilínea, teniéndose :
∑Fx = ma ∑Fy = 0
II. Al movimiento circular
Para este caso la fuerza resultante se analiza en términos de las siguientes componentes :
A. Componente radial :.. Llamada también fuerza centrípeta, se obtiene mediante la suma de las componentes radicales de las diferentes fuerzas actuantes y genera a la aceleración centrípeta....
El papel de la fuerza centrípeta es desviar continuamente el cuerpo del camino rectilíneo que recorrería por inercia en ausencia de la fuerza actuante
B. Componente tangencial .. Esta componente se obtiene sumando las componentes tangenciales de las diferentes fuerzas actuantes, produciendo la aceleración tangencial.....
El papel de esta componente tangencial es la de modificar la velocidad , es decir, acelera o retarda el movimiento.
ROZAMIENTO
La resistencia que se opone al resbalamiento, o a su tendencia a resbalar, de un cuerpo sobre otro es una fuerza tangente a la superficie de contacto, que recibe el nombre de rozamiento.
Una fuerza al actuar sobre un cuerpo le comunica una aceleración de 2 m/s2 y cuando actúa sobre otro cuerpo, le comunica una aceleración de 3 m/s2. Si la misma fuerza actúa sobre los dos cuerpos juntos, ¿cuál será la aceleración del sistema formado por los dos cuerpos?
A) 5 m/s2 B) 0,5 m/s2 C) 0,2 m/s2
D) 1,2 m/s2 E) 0,8 m/s2
02. Encontrar la compresión que experimentan los bloques, si se sabe que no existe rozamiento.
A) 40 N B) 20 N C) 46 N
D) 45 N E) 10 N
03. En un automóvil de 1 000 kg de masa que viaja con una velocidad de 20 m/s se malogran los frenos y para detenerlo se coloca una ruma de heno. Si atraviesa el heno en 4 s y sale con una velocidad de 8 m/s, hallar la fuerza promedio que actuó sobre él
A) 1 kN B) 3 kN C) 10 kN
D) 5 kN E) 30 kN
04. Un bloque de 2 kg de masa se encuentra en reposo sobre una superficie horizontal sin rozamiento. Se le aplica una fuerza de 8 N durante 10 s, luego se deja de aplicar dicha fuerza durante 20 s y finalmente se le aplica una fuerza de 16 N en sentido opuesto al de su velocidad, hasta que se detiene. Calcular la distancia total recorrida por el bloque
A) 1 200 m B) 1 000 m C) 750 m
D) 830 m E) 1 100 m
05. El sistema mostrado carece de fricción. Determine la deformación del resorte de K=500 N/m
A) 20 cm B) 40 cm C) 60 cm
D) 120 cm E) 1,2 cm
06. Un ascensor tiene una aceleración de 1 m/s2 hacia abajo. ¿Cuál será el estiramiento del resorte adherido al techo del ascensor?
Si : m = 1 kg; K = 36 N/m y g = 10 m/s2
A) 0,30 m B) 0,25 m C) 0,27 m
D) 0,15 m E) 0,35 m
07. Un bloque es abandonado desde lo alto de un plano inclinado liso. Si recorre 15 m en su tercer segundo de movimiento, determinar el ángulo de inclinación del plano. (g=10 m/s2)
A) 30° B) 37° C) 45°
D) 53° E) 60°
08. Si el sistema mostrado parte del reposo, despreciando el rozamiento, ¿con qué velocidad llegará el bloque a tierra?
(g = 10 m/s2)
A) 1 m/s B) 2 m/s C) 3 m/s
D) 4 m/s E) 5 m/s
09. Calcular la tensión en la cuerda que une los bloques A y B. Despreciar el rozamiento y considerar
g = 10 m/s2
A) 6,25 N B) 7,25 N C) 7,50 N
D) 8,75 N E) 9,25 N
10. Dos bloques de 100 N y 200 N están unidos por una cuerda unida a un resorte de masa despreciable y de constante K = 300 N/m, como se indica en la figura. Considerando lisas las superficies, hallar el estiramiento del resorte una vez establecido el movimiento. (g = 10 m/s2)
A) 10 cm B) 20 cm C) 30 cm
D) 40 cm E) 50 cm
11. Hallar la aceleración del carrito para que el bloque “m” no resbale (no hay fricción)
A) gSenθ B) gCtgθ C) gCosθ
D) gCscθ E) gTgθ
12. Un cuerpo de masa 5 kg está colgado del gancho de un dinámetro de masa despreciable que a su vez está suspendido del techo de un vagón que acelera con a=24 m/s2. ¿Cuánto marca el dinámetro?
g = 10 m/s2
A) 130 N B) 260 N C) 65 N
D) 100 N E) 75 N
13. Dos partículas de masas iguales de 200 g cada una gira con velocidad angular constante de 2 rad/s sobre un plano horizontal liso. Hallar la tensión en el hilo (1)
A) 2,4 N B) 1,6 N C) 0,8 N
D) 3,6 N E) 2,8 N
14. Una piedra gira en un plano vertical, de modo que describe una circunferencia. Si está atada a una cuerda de longitud 2,5 m, ¿cuál es la mínima velocidad angular que debe mantener la piedra para continuar con su movimiento circular? (g = 10 m/s2)
A) 1 rad/s B) rad/s C) 3 rad/s
D) 4 rad/s E) 5 rad/s
15. Una esfera de 5 kg asciende por un rizo de modo que en el instante mostrado presenta una velocidad V= 62 m/s. Si el rizo tiene un radio R = 4,5 m y no existe rozamiento, ¿cuál es la reacción del rizo en la posición mostrada?
A) 0 N B) 40 N C) 80 N
D) 30 N E) 20 N
16. Una piedra gira en un plano vertical describiendo una circunferencia. Si la cuerda que lo mantiene en movimiento puede soportar como máximo 10 veces su peso, ¿cuál es la máxima velocidad que puede experimentar dicho cuerpo sin llegar a romper la cuerda de longitud 2,5 m?
(g = 10 m/s2)
A) 5 m/s B) 10 m/s C) 15 m/s
D) 20 m/s E) 25 m/s
17. Una bolita se encuentra atada a una cuerda y gira en un plano vertical. Si en el instante mostrado su velocidad lineal es de 5 m/s, ¿cuál es la tensión de la cuerda?
L = 2 m; θ = 53°; m = 6 kg; g = 10 m/s2
A) 111 N B) 36 N C) 75 N
D) 85 N E) N.A.
18. La figura muestra un péndulo cónico de masa “m” y altura “h”, que gira con velocidad angular constante. Hallar la velocidad angular.
A) ω = func{sqrt {g/h}} B) ω = func{sqrt {2g/h}}
C) ω = func{sqrt {g/3h}} D) ω = func{sqrt {g/2h}}
E) ω = func{sqrt {3g/h}}
19. El sistema mostrado rota uniformemente con respecto a un eje vertical, la cuerda que une a los dos bloques es de longitud “L” y se pide determinar la longitud “x”
A) func{{LSenθ}over {Senα`` +``Senθ}} B) func{{LCosθ}over {Senα`` +``Senθ}}
C) func{{LCosθ}over {Cosα`` +``Cosθ}} D) func{{LSenα}over {Cosα`` +``Cosθ}}
E) func{{LSenα}over {Cosθ}}
20. ¿Cómo están relacionadas entre sí las fuerzas con las cuales un carro hace presión en el centro de un puente cóncavo y de un puente convexo el radio de curvatura del puente en ambos casos es igual a 45 m y la velocidad del carro es la misma e igual a 54 km/h.
A) 7 B) 8 C) 6
D) 5 E) 3
TAREA
21. Se muestra un bloque de 6 kg de masa sujeto por dos cuerdas, tal como se muestra, que gira a una velocidad angular constante de 2 rad/s. Calcular la tensión en la cuerda inferior. (g = 10 m/s2)
A) 17 N B) 42,5 N C) 45 N
D) 22,5 N E) 21,25 N
22. Si el sistema se desplaza con una aceleración de 6 m/s2, hallar la fuerza de tensión en la cuerda que sostiene al bloque: m=5 kg
A) Cero B) 10 N C) 20 N
D) 30 N E) 50 N
23. Hallar la máxima tensión soportada por la cuerda elástica que puede estirarse 0,5 m como máximo, si la plataforma de 4 M de masa, posee una aceleración de 4 m/s2 (L > 0,5 m; g = 10 m/s2)
A) 1 N B) 2 N C) 3 N
D) 4 N E) 5 N
24. ¿Con qué aceleración debe bajar el carro para que el hilo que sostiene a la esfera, se mantenga horizontal respecto a tierra?
A) gSenθ B) gSecθ C) gCscθ
D) gTgθ E) gCosθ
25. Si el ascensor sube con una aceleración de 2 m/s2. Determinar la aceleración de los bloques con respecto del ascensor
mA = 4mB = 8 kg (g = 10 m/s2)
Categoría:
DINÁMICA
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