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U.N.L. – Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas – Departamento de Física
FÍSICA I (2017)
Problemas propuestos
Problemas de Dinámica
Problemas a resolver en el coloquio
1) Se pretende ubicar un objeto de 8kg de masa sostenido por 3
cuerdas como indica la figura.
a) Exprese las fuerzas aplicadas en función de sus
componentes en el sistema de referencia de la figura.
b) Encuentre la fuerza resultante. Indique módulo y
dirección.
c) Indique las componentes de la fuerza que se debería
aplicar para que el objeto quede en equilibrio.
2) Un cajón de 37 kg se arrastra sobre el suelo tirado por una cuerda que forma un
ángulo de 25º sobre la horizontal con una tensión de 250N. El coeficiente de
rozamiento dinámico es 0.3.
a) Realice el diagrama de cuerpo libre del cajón
b) Identifique los pares de acción y reacción.
c) Plantee la segunda ley de Newton y encuentre las ecuaciones del movimiento.
d) Calcule la fuerza normal N.
e) Calcule la fuerza de rozamiento.
f) Calcule la aceleración que adquiere el cajón.
g) Calcule la fuerza horizontal que se tiene que aplicar al cajón para que se arrastre
a velocidad constante.
h) Si partimos de la situación analizada en a) y se corta la cuerda ¿Cuál es en este
caso el valor de la fuerza de rozamiento? Compárela con la obtenida en el inciso
e) y proponga una explicación.
i) ¿Con qué aceleración se detiene el cajón?
3) La figura muestra 2 bloques de masas m1 = m2 = 5kg unidas por una cuerda
inextensible de masa despreciable que pasa por una polea de
rozamiento y masa despreciable. El bloque m1 está apoyado
sobre un plano inclinado 32º. El coeficiente de rozamiento
dinámico entre el plano y el bloque es 0.4.
a) Realice los diagramas de cuerpo libre de cada bloque.
b) Plantee la segunda ley de Newton y encuentre las ecuaciones
del movimiento.
c) Calcule el módulo de la tensión de la cuerda y la aceleración
del sistema.
Problemas propuestos
4) Un bloque de masa m = 2kg se desplaza hacia la derecha tirado por una cuerda
sobre una superficie horizontal rugosa. La tensión de la cuerda es de 7N y bloque se
mueve con una aceleración constante a = 0.6m/s2:
a) Realice el diagrama de cuerpo libre del bloque.
b) Indique los pares de acción y reacción.
c) Plantee la segunda ley de Newton y encuentre las ecuaciones del movimiento.
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d) Encuentre el valor de la fuerza de rozamiento y el coeficiente de rozamiento
dinámico d.
e) Se corta la cuerda ¿Cuál es la aceleración con la que se detiene el bloque?
5) Un bloque de masa m = 3kg se mueve hacia abajo con una aceleración a constante
sostenido por una cuerda cuya tensión es de 25N.
a) Realice el diagrama de cuerpo libre del bloque.
b) Indique los pares de acción y reacción.
c) Plantee la segunda ley de Newton y encuentre las ecuaciones del movimiento.
d) Encuentre la aceleración a con la que desciende el bloque.
e) Se duplica la tensión de la cuerda. Realice nuevamente el diagrama de cuerpo
libre analizando el sentido de la aceleración y determine su valor.
6) Un bloque de masa m = 1.2kg se envía hacia arriba con una velocidad inicial v0 por
una pendiente de ángulo = 20º. El coeficiente de rozamiento entre el bloque y la
superficie es 0.2
a) Realice el diagrama de cuerpo libre del bloque.
b) Indique los pares de acción y reacción.
c) Plantee la segunda ley de Newton y encuentre las ecuaciones del movimiento.
d) Encuentre la aceleración a con la que se detiene el bloque sobre el plano
inclinado.
7) La figura muestra dos cajas A y B unidas por una cuerda de masa despreciable, la
fuerza F arrastra a las cajas con una aceleración de 0.3m/s2. Las cajas tiene masas
mA = 20kg y mB = 50kg. El coeficiente de rozamiento
entre las cajas y el piso es de 0.25.
a) Realice el diagrama de cuerpo libre de cada caja.
b) Plantee la segunda ley de Newton para cada caja y
encuentre las ecuaciones del movimiento.
c) ¿Cuál es la tensión de la cuerda que une las cajas?
d) ¿Cuál es el valor de la fuerza F?
8) La figura muestra un bloque de 6.4kg apoyado en la pared y
sostenido por la fuerza F. El coeficiente de rozamiento entre la pared
y el bloque es 0.76.
a) Realice el diagrama de cuerpo libre del bloque.
b) Plantee la segunda ley de Newton y encuentre las ecuaciones del
movimiento.
c) ¿Cuál es el valor ´mínimo que puede tomar F para evitar que el bloque deslice
sobre la pared?
9) La figura muestra 2 bloques de masas mA = 7kg y mB = 9kg unidos por una cuerda
que pasa por una polea y apoyados sobre 2 planos
inclinados. El coeficiente de rozamiento dinámico entre
los bloques y los planos es 0.25. La cuerda es
inextensible, de masa despreciable y la polea tiene masa
y rozamiento despreciable.
a) Realice los diagramas de cuerpo libre de cada
bloque.
b) Determine hacia dónde se desplazaran los bloques.
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FÍSICA I (2017)
c) Plantee la segunda ley de Newton y encuentre las ecuaciones del movimiento.
d) Calcule el módulo de la tensión de la cuerda y la aceleración del sistema.
10) El bloque A de la figura tiene una masa de 4kg y el B, de 12kg. Los bloques se
mueven hacia la derecha con una aceleración de 2m/s2. El coeficiente de rozamiento
dinámico entre B y la superficie horizontal es 0.25. Las cuerdas son inextensibles,
de masa despreciable y las poleas tiene masa y
rozamiento despreciable.
a) Realice el diagrama de cuerpo libre del bloque A,
encuentre la ecuación de movimiento y determine
la tensión (T1) de la cuerda que conecta A con B.
b) Realice el diagrama de cuerpo libre del bloque B,
encuentre las ecuaciones de movimiento y
determine la tensión (T2) de la cuerda que conecta B con C.
c) Realice el diagrama de cuerpo libre del bloque C, encuentre la ecuación de
movimiento y determine la masa de C.
Problemas de repaso del tema
Estos problemas son seleccionados del libro: Sears, Francis W., Zemansky, Mark W.,
Young, Hugh D., Fredman, Roger A., Física Universitaria, 11va edición Pearson
Educación, México 2004. ISBN 970-26-0511-3
Capítulos 4 y 5
4.39, 5.15, 5.24, 5.39, 5.55, 5.63 y 5.84
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