Introduccin a la Fsica General

Semana 13

Aplicaciones sobre generalizacin del Trabajo-Energa, Fuerzas No Conservativas,

Conservacin de la Energa

Se tienen los vectores = 5 2 + , = + 3 + 24 y

= 2 + + .

(A) Si los vectores son perpendiculares y el mdulo de es igual a

38, calcule Az y Bx. Asuma que Az es negativo. (B) Con los valores obtenidos en el inciso anterior, halle Cy y Cz si se sabe

que es perpendicular a los vectores y .

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Dos fuerzas cuyas magnitudes son F1 = 5,0 N y F2 = 4,0 N son aplicadas a

una caja de 0,50 kg, calcule (A) la fuerza resultante de 1 y 2. (B) Si el desplazamiento de la caja, debido a la fuerza resultante, es

=3,0 + 4,0 m, determine el trabajo que realiza dicha fuerza resultante.

Los bloques A de 1,0 kg y B de 3,0 kg, unidos por la cuerda que pasa por la polea ideal, estn sobre las superficies con coeficientes de friccin = 0,10 y = 0,05, respectivamente. Calcule (A) la magnitud de la aceleracin de los bloques y (B) la magnitud de la tensin en la cuerda que une a los bloques.

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Un bloque de masa 5,00 kg, que se desliza a lo largo de una superficie rugosa horizontal, viaja con una rapidez v0 = 6,00 m/s cuando golpea de frente un resorte de masa despreciable y lo comprime una distancia mxima x = 0,150 m. Si el resorte tiene una constante de fuerza k = 500 N/m, determine el coeficiente de friccin cintica entre el bloque y la superficie.

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Considere la va que se muestra en la figura. La seccin AB es un cuadrante de un crculo de radio 2,0 m y no tiene friccin. B a C es un tramo horizontal de 3,0 m de largo con un coeficiente de friccin cintica . La seccin CD bajo el resorte no tiene friccin. Un bloque de masa 1,0 kg se suelta del reposo en A. Despus de resbalar sobre la va, la masa comprime 0,20 m el resorte. Determine: (A) la rapidez del bloque en el punto B; (B) la rapidez del bloque en el punto C; (C) la constante de fuerza k para el resorte.

25,0K

Queremos subir una caja de 12 kg a un camin deslizndola por una rampa de 2,5 m inclinada 30. Un obrero, sin considerar la friccin, calcula que puede subir la caja por la rampa dndole una rapidez inicial de 5,0 m/s con un empujn en la base. Sin embargo, la friccin no es despreciable; la caja slo sube 1,6 m por la rampa, se para y se desliza de regreso. (A) Suponiendo que la fuerza de friccin que acta sobre la caja es constante, calcule su magnitud. (B) Qu rapidez tiene la caja al volver a la base de la rampa?

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Se empuja un bloque de 6,0 kg, contra un resorte cuya constante de fuerza es de 600 N/m, comprimindolo 0,14 m (punto A en la figura). Luego se suelta, y el resorte empuja al bloque por una superficie horizontal lisa, continuando luego por un plano liso inclinado a 53. Resuelva: (A) Cul es la rapidez del bloque en el momento en que se separa del resorte (punto B)? (B) Qu distancia llega a recorrer subiendo por el plano liso inclinado hasta quedar en reposo (punto C)?

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Dos bloques estn conectados por un cable de masa despreciable que pasa a lo largo de una polea sin friccin, como se muestra en la figura. El bloque de masa m1 se encuentra en una superficie horizontal rugosa y est conectado a un resorte de constante de fuerza k. El sistema se libera desde el reposo cuando el resorte no est estirado. Si el bloque de masa m2 que cuelga desciende una distancia h antes de detenerse, calcule el coeficiente de friccin cintico entre el bloque de masa m1 y la superficie.

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Un artista de trampoln de 72 kg salta verticalmente hacia arriba desde la parte superior de una plataforma con una rapidez de 4,5 m/s. (A) Con qu rapidez llega l al trampoln, que se encuentra 2,0 m abajo? (B) Si el trampoln se comporta como un resorte de constante igual a 5,8x104 N/m, qu tanto se deflexiona ste?

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Un recipiente de masa m = 0,40 kg se desliza a travs de una superficie horizontal rugosa con una rapidez inicial v = 0,50 m/s. A continuacin, comprime un resorte de constante de fuerza k = 750 N/m. Cuando el recipiente es momentneamente detenido por el resorte que distancia d, comprimida, hace el reciente al resorte.

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La figura muestra una cuerda atada a un carro que se desliza a lo largo de una riel horizontal sin friccin, alineada a lo largo del eje x. El extremo izquierdo del cable se tira sobre una polea ideal y a la altura h = 1,20 m, por lo que el carro se desliza desde x1 = 3,00 m a x2 = 1,00 m. Durante el movimiento, la magnitud de la tensin en la cuerda es constante 25,0 N. Cul es el cambio en la energa cintica del carro durante el desplazamiento?

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Un bloque con masa de 0,50 kg se empuja contra un resorte horizontal de masa despreciable, comprimindolo 0,20 m. Al soltarse, el bloque se mueve 1,00 m sobre una mesa horizontal antes de detenerse. La constante de fuerza del resorte es k = 100 N/m. Calcule el coeficiente de friccin cintica entre el bloque y la mesa.

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Un trozo de madera de 2,0 kg resbala por la superficie que se muestra en la figura. Los lados curvos son perfectamente lisos; pero el fondo horizontal tiene una longitud de 30 m y es spero, con coeficiente de friccin cintica 0,20 con la madera. El trozo de madera parte del reposo 4,0 m arriba del fondo spero. (A) Dnde se detendr finalmente este objeto? (B) Para el movimiento desde que se suelta la madera hasta que se detiene, cul es el trabajo total que realiza la friccin?

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