problemas a la física de michel valero tomo 1-cap 8

Física 1 Michel Valero- Cinemática-Dinámica-Energía-Termodinámica(Primera Edición.1978)

Problemas a la Física de Michel Valero Tomo 1

(Primera edición 1978)

Capítulo 8

ESTÁTICA DE LA PARTICULA

8.1 Un cubo de caucho de densidad 1,5 g/cm3 se comprime hasta que sus aristas se reducen a la mitad de su longitud original. ¿Cual es su nueva densidad?

Resp: 12 g/cm3

8.2 ¿Cual es la masa del aire de un cuarto de dimensión 10 x 5 x 4 metros?

Resp: 260 gramos

8.3 ¿Cual es la densidad de la Tierra si su masa es de 6 x 1024 kg y su radio es de 6,4 x 106

metros? Esta densidad es muy superior a la densidad media de la corteza terrestre, por lo tanto, el interior de la Tierra debe tener una densidad mucho mayor.

Resp: 12 g/cm3

8.4 Un cuerpo de peso 20 kg-f flota sobre un líquido. ¿Qué fuerza produce el líquido sobre el cuerpo? ¿Cómo se explica esta fuerza?

8.5 Mostrar que si un bloque se mueve a velocidad constante sobre un plano inclinado, es que el coeficiente dinámico de rozamiento es igual a tan θ, siendo θ el ángulo que forma el plano con la horizontal.

8.6 Dos resortes de constantes k1 y k2 se conectan como se muestra la figura. Mostrar que el conjunto de estos dos resortes puede ser reemplazado por un solo resorte de constante

K= k1 + k2

8.7 Si ahora los dos resortes de constantes k1 y k2 se conectan como se muestra la figura (conectados en serie). Mostrar que el conjunto de estos dos resortes puede ser reemplazado por un solo resorte de constante

K=k 1k2k 1+¿k2

¿


8.8 Un cuerpo de peso w suspendido de un hilo forma un ángulo θ con la vertical cuando esta sometido a una fuerza horizontal F. ¿Cuál es el valor de F? Mostrar que el equilibro es estable.

Resp: F w tanθ

8.9 Para mover un auto, un conductor ató un cable al auto y a un árbol y ejerció una fuerza de F = 100 kg-f en la mitad del cable como muestra la figura.

¿Cual será la fuerza de tracción sobre el auto? (Ayuda seno 6o = 0,10)

Resp: 500 kg-f

8.10 En un canal, dos hombres cada uno con una fuerza de tracción de 100 kg-f arrastran una canoa a velocidad constante. Como se ve en la figura

¿Que fuerza opone el agua al movimiento del barco? ¿Cuál es el coeficiente de rozamiento?

Resp: 160 kg-f; 0,2.

8.11 Calcular el peso del cuerpo A en la figura.


Resp: 64 kg-f

8.12 Calcular la tensión de todas las cuerdas de la figura. Si el peso del cuerpo es de 48 kg-f.

Resp: 48 kg-f, 36 kg-f,60 kg-f,36 kg-f, 48 kg-f.

8.13 Si una fuerza de 248 kg-f paralela a un plano inclinado 37o sobre la horizontal, empuja un bloque de 200 kg-f a velocidad constante hacia arriba, (a) ¿Qué fuerza paralela al plano lo empuja hacia abajo a velocidad constante? (b) ¿Cuál es el coeficiente de rozamiento?

Resp: 8 kg-f; 0,8

8.14 Sobre un plano inclinado θ, un cuerpo esta en equilibrio. Si el valor máximo de la fuerza paralela al plano, dirigida hacia arriba y que no destruye el equilibrio es el doble de la fuerza mínima paralela al plano, dirigida hacia arriba que lo produce, ¿Cuál es el coeficiente de rozamiento?

Resp: 1/3 tan θ


8.15 En la figura de la derecha, los cuerpos A y B pesan cada uno 50 kg-f y se mueven a velocidad constante. El coeficiente de rozamiento entre las superficies es 0,2. ¿Cuál es el peso del cuerpo C?

Resp: 48 kg-f.

8.16 Un cuerpo de peso w es halado sobre una superficie horizontal de coeficiente de rozamiento μ por una fuerza F que forma con la horizontal un ángulo por arriba de la horizontal. ¿Cuál es el valor de F para que el cuerpo se mueva a velocidad constante?

Resp: F= w

cosθμ

+senθ

8.17 “Es mas fácil halar un aplanador (vea la imagen de esa cosa a su izquierda) para cancha de tenis que empujarlo, pero se aplana mejor si se empuja”. Justificar esta proposición por medio de diagramas.

Un cuerpo de peso w es halado sobre una superficie horizontal de coeficiente de rozamiento

8.18 Una partícula de peso w es atraída por un punto O que emite una fuerza de atracción F= kr (k es una constante), siendo r la distancia de la partícula al punto O. Mostrar que existe una posición de equilibrio y que este equilibrio es estable.

8.19 Una partícula de peso w es atraída por un punto O que emite una fuerza de atracción de

la forma F= kr

Donde k es una constante, y r es la distancia de la partícula al punto O. Mostrar que existe una posición de equilibrio y que este equilibrio es inestable.

8.20 En la siguiente hoja vemos la configuración de dos bloques, de tal forma que el bloque A de peso 10 kg- f se encuentra sobre un bloque B de peso 20 kg-f. El coeficiente de rozamiento entre las superficies es de 0,2. Calcular la fuerza F necesaria parra arrastrar el bloque B a


velocidad constante en los tres casos de la figura. Dibujar en cada caso, las fuerzas aplicadas al cuerpo A y al cuerpo B.

Resp: 6 kg-f, 8 kg-f, 10 kg-f.

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