1. Este documento presenta ejercicios de física sobre las leyes de Newton resueltos por dos estudiantes de ingeniería industrial. Incluye cuatro problemas sobre fuerzas, masa, aceleración y poleas.
2. El primer ejercicio calcula las fuerzas necesarias para mover un cofre por una rampa inclinada. El segundo determina la masa de una caja empujada sobre hielo.
3. El tercero identifica las fuerzas que actúan sobre una botella en caída libre. El cuarto calcula valores máximos
1. República Bolivariana de Venezuela
Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Asignatura: Física I
Escuela: Ingeniería Industrial 47
EJERCICIOS PROPUESTOS
LEYES DE NEWTON
Integrantes:
Cristian Dugarte CI: 24.867.630
Gabriel Zapata CI: 20.654.190
Caracas, 08 de Diciembre del 2013.
2. 1. Un hombre arrastra un cofre por la rampa de un camión de mudanzas. La rampa está inclinada
20º y el hombre tira con una fuerza que forma un ángulo de 30º con la rampa (Figura No 1) a)
¿Qué fuerza se necesita para que la componente Fx paralela a la rampa sea 80N? b) ¿Qué magnitud
tendrá entonces Fy?
SOLUCIÓN:
Fx = ca
F = Hip
Cos30 = Fx
F
a)
Fx= 80N
Fy=?
F = 80N
cos30
F = 92,37N
b) Fy = ?
Fy = ∞
F = Hip = 92,37N
Sen30 = Fy
92,37N
Fy = 92,37 x Sen30
Fy = 46,18N
Se determina F: F = Fx
cos∞
Se determina la componente vertical de la
fuerza Fy = F.sen∞
3. 2.Una caja descansa sobre un estanque helado (sin fricción). Si un pescador aplica una fuerza
horizontal de 48 N a la caja y produce una aceleración de 6m/s2 ¿Qué masa tiene la caja?
SOLUCIÓN:
F = 48N
a = 6m/s²
m=?
F = m.a
m=F
a
F = 48N
a = 6m/s²
m=?
m = 48N
6m/s²
m = 48kg mts²
6mts²
Se aplica la Ley de la Dinámica
F= m.a
m = 8kg
Se hace el despeje:
m=F
a
4. 3. Se empuja una botella a lo largo de una mesa y cae por el borde. Ignore la resistencia del aire. a) ¿Qué fuerzas se
ejercen sobre la botella mientras está en el aire? b) ¿Cuál es la reacción a cada fuerza?; es decir ¿por qué cuerpo y sobre
qué cuerpo se ejerce la reacción?
N
VF= V0 = 0
P
SOLUCIÓN:
Y= gt²
F=P=N
*peso, normal
*sobre la botella.
5. 4. Una fuerza F se ejerce directamente hacia arriba sobre el eje de la polea sin masa. Considere que la polea y el cable
carecen de masa. Dos objetos, de masas m1 = 1,2 kg m2 = 1,9 kg, están unidos a los extremos opuestos del cable, el
cual pasa por la polea (Figura No 2). El objeto m2 está en contacto con el piso.
a) ¿Cuál es el valor más grande que la fuerza F puede tener de modo que m2 permanezca en reposo sobre el piso?
b) ¿Cuál es la tensión en el cable cuando la fuerza F hacia arriba sea de 110 N? ¿Cuál es la aceleración de m1?
SOLUCIÓN:
Datos:
Gráficas:
m2
m1
m1= 1,2kg
m2 =1,9kg
F=?
T=?
a=?
P1= m.g
P1= 1,2kg.9,8m/s²
P1= 11,76kg m/s²
T-P1 = m1.a(a)
T= m2.a(b)
T
N
Sustituimos (b) en
(a)
P1
P2
m2.a-P1=m2.a
m2.a-m1.a = P1
a (m2-m1) = P1
a = P1
m2-m1
a = 11,76kg m/s²
1,9kg – 1,2 kg
a = 11,76kg m/s²
0,7 kg – 1,2 kg
a) F= m2.a
F=1,9kg. 16,8 m/s²
F=31,92N
b) T-11,76N=110 N
T=110N +11,76 N
T= 121,76 N
F= m1.a
a = F
m1
a = 110N
1,2kg
a = 110 kg m/s²
1,2 kg
a = 91,66 m/s²
a = 16,8 m/s²