1. El documento presenta 18 problemas de mecánica clásica relacionados con la segunda ley de Newton. Los problemas involucran conceptos como fuerzas, masas, aceleraciones, fricción, inclinaciones de planos, poleas y sistemas de masas en equilibrio. Se piden determinar valores como aceleraciones, fuerzas, tensiones, coeficientes de fricción y distancias de movimiento.

1. Mecánica Clásica Tarea 2
Newton
1. Una fuerza F aplicada a un objeto de masa m1 produce una aceleración de 3 m/s2. La misma fuerza aplicada
sobre la masa m2 produce una aceleración de 1 m/s2. a) Cuál es el valor de la proporción de m2/m1? b) ¿Qué
aceleración se produce sobre un objeto de masa (m1+m2) bajo la acción de la misma fuerza? y c) ¿Cuál es la
aceleración si esta fuerza se aplica sobre un objeto de masa (m2 - m1)?
2. Una masa de 3 kg esta bajo la acción de una aceleración de 2 m/s2 i + 5 m/s2 j. Determine la fuerza resultante y su
magnitud.
3. Un objeto de 4 kg tiene una velocidad de 3 m/s i en un instante. Ocho segundos después su velocidad es de 8 m/s
i - 6 m/s j. Si se supone que el objeto se sometió a una fuerza neta constante encuentre: a) las componentes de la
fuerza y b) su magnitud.
4. Tres fuerzas dadas por F1 = -2 Ni + 2 Nj, F2 = 5 Ni - 3 Nj y F3 =-25 Ni, actúan sobre un objeto para producir una
aceleración de magnitud 3.75 m/s2. a) ¿Cuál es la dirección de la aceleración? b) ¿Cuál es la masa del objeto? c) Si el
objeto está inicialmente en reposo, ¿cuál es su rapidez después de 10 s? d) ¿Cuáles son las componentes de
velocidad del objeto después de 10 s?
5. Una masa de 3 kg se mueve en un plano, con sus coordenadas x y y dadas por x = 5t2 - t + 1, y y = 3t2 + 2, donde x
y y están en metros y t en segundos. Encuentre para t = 2 s: a) la fuerza neta que actúa. b) la magnitud de la fuerza
neta.
6. Dibuje un diagrama de cuerpo libre para un bloque que se desliza hacia abajo por un plano sin fricción que tiene
una inclinación de 15° con la horizontal. Si el bloque parte del reposo desde la parte más alta del plano y su longitud
es de 2m. Determine: a) la aceleración del bloque y b) su rapidez cuando llega al fondo del plano.
7. Un bloque de 3 kg parte del reposo desde la parte superior de un plano inclinado 30° con la horizontal y se
desliza 2 m hacia abajo en 1.5 s. Encuentre: a) la magnitud de la aceleración del bloque, b) el coeficiente de fricción
cinética entre el bloque y el plano, c) la fuerza de fricción entre el bloque y el plano y c) la rapidez del bloque
después de que se ha deslizado 2 m.
8. Un muchacho arrastra su trineo de 60 N con rapidez constante al subir por una colina de 15°. Con una cuerda
unida al trineo lo jala con una fuerza de 25 N. Si la cuerda tiene una inclinación de 35° con respecto a la horizontal,
a) ¿cuál es el coeficiente de rozamiento cinético entre el trineo y la nieve? b) En la parte alta de la colina, el joven
sube al trineo y se desliza hacia abajo, ¿cuál es la magnitud de su aceleración al bajar por la pendiente?
9. Determine la distancia de frenado para un esquiador que se mueve inicialmente con rapidez de 20 m/s hacia
debajo de una pendiente con fricción. El coeficiente de rozamiento cinético es de 0.18 y el ángulo de inclinación es
de 5°.

2. 10. Una fuerza dependiente del tiempo, F = 8 N i - 4 N/s t j, donde el tiempo está en segundos, se aplica a un objeto
de 2 kg inicialmente en reposo. a) ¿En qué tiempo el objeto se moverá a una rapidez de 15 m/s? b) ¿A qué distancia
está de su posición inicial cuando su rapidez es de 15 m/s? c) ¿Cuál es la distancia total recorrida por el objeto en el
tiempo calculado en a)?
11. Tres bloques están en contacto entre sí sobre una superficie horizontal sin fricción; como se muestra en la
figura. Una fuerza horizontal F es aplicada a m1. Si m1 = 2 kg, m2 = 5 kg, m3 = 3 kg, y F = 18 N, dibuje el diagrama de
cuerpo libre para cada bloque y encuentre: a) la aceleración de los bloques, b) la fuerza resultante sobre cada
bloque, y c) las magnitudes de las fuerzas de contacto entre los bloques.
12. Un bloque de 2 kg se sitúa sobre la parte superior de un bloque de 5 kg como se muestra en la figura. El
coeficiente de fricción cinética entre el bloque de 5 kg y la superficie es de 0.2. Una fuerza horizontal F se aplica al
bloque de 5 kg. a) Dibuje un diagrama de cuerpo libre para cada bloque. ¿Qué fuerza acelera al bloque de 2 kg? b)
Calcule la magnitud de la fuerza necesaria para jalar ambos bloques hacia la derecha con una aceleración de 3 m/s2.
c) Encuentre el coeficiente mínimo de fricción estática entre los bloques, tal que el de 2 kg no se deslice a menos de
una aceleración de 3 m/s2.
Problema 11 Problema 12
13. Imagine que acaba de posarse en el Planeta X. Saca una pelota de 100 g, la suelta desde el reposo a una altura
de 10.0 m y determina que tarda 2.2 s en llegar al suelo. Puede hacer caso omiso de cualquier fuerza que la
atmósfera del planeta ejerza sobre la pelota. ¿Cuánto pesa la pelota de 100 g en la superficie del Planeta X?
14 En la figura, los bloques suspendidos de la cuerda ambos tienen peso w. Las poleas no tienen fricción) el peso de
las cuerdas es despreciable. Calcule en cada caso la tensión Ten la cuerda en términos de w. En cada caso, incluya el
o los diagramas de cuerpo libres que usó para obtener la respuesta.
15 Un arqueólogo audaz cruza de un risco a otro colgado de una cuerda estirada entre los riscos. Se detiene a la
mitad para descansar. La cuerda se rompe si su tensión excede 2.50 X 1 04 N, y la masa de nuestro héroe es de 90.0
kg. a) Si el ángulo θ es 10°, calcule la tensión en la cuerda. b) ¿Qué valor mínimo puede tener θ sin que se rompa la
cuerda?

3. Problema 14 Problema 15
16 Una maquina de Atwood soporta masas de 0.3 kg y 0.2 kg. Las masas se mantienen en reposo y luego se
sueltan. Si se ignora la fricción, ¿cuál es la rapidez de cada masa en el instante en que ambas se han movido 0.4
m?
17 Un bloque de masa m1 se coloca en un plano inclinado con ángulo a, conectado a un bloque colgante de masa
m2 mediante un cordel que pasa por una polea pequeña sin fricción. Los coeficientes de fricción estática y cinética
son µs y µk· Determine la masa m2 tal que el bloque m1 a) sube y b) baja por el plano con rapidez constante una
vez puesto en movimiento. e) ¿En qué intervalo de valores de m2 los bloques permanecen en reposo si se sueltan
del reposo?
18 . Una carga de 15.0 kg de tabiques pende de una cuerda que pasa por una polea pequeña sin fricción y tiene un
contrapeso de 28.0 kg en el otro extremo. El sistema se libera del reposo. a) Dibuje un diagrama de cuerpo libre
para la carga y otro para el contrapeso. b) ¿Qué magnitud tiene la aceleración hacia arriba de la carga de tabiques?
c) ¿Qué tensión hay en la cuerda mientras la carga de 15.0 kg mueve? Compare esa tensión con el peso de la carga
y con el del contrapeso.
Problema 16 Problema 17 Problema 18