Aplicaciones 2 ley de Newton

3. La finalidad de este trabajo es demostrar como
las leyes de Newton se aplican a un objeto,
discutiremos dos modelos de análisis para
resolver problemas en que los objetos están en
equilibrio (a=0) o aceleran a lo largo de una
línea recta bajo la acción de fuerzas externas
constantes.
.
FUENTE: F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición

4. Aplicar la ley de Newton a
problemas que involucran en uno
o más cuerpos, representados en
los diagramas cuerpo libre.
FUENTE: F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición

5. • Los escaladores en reposo están en equilibrio y para su
seguridad dependen de las fuerzas de tensión sobre las
cuerdas.
Cuando una soga unida a un objeto jala sobre el objeto,
la soga ejerce una fuerza T sobre el objeto en una
dirección que se aleja del objeto, paralela a la soga. La
magnitud T de dicha fuerza se llama tensión en la soga.
FUENTE: F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición

6. Si la aceleración de un objeto representado como
partícula es cero.
𝐹𝑦 =T – 𝐹g= 0 ó T=𝐹g
FUENTE: F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición

7.  Si un objeto experimenta una
aceleración, su movimiento se puede
analizar con el modelo de partícula
bajo una fuerza neta.
𝑭 𝒙 = 𝑻 = 𝒎𝒂 𝒙 Ó 𝒂 𝑿 = 𝑻
𝒎
𝑭y = 𝒏 + −𝑭g = 𝟎 ó 𝒏 = 𝑭g
FUENTE: F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición

8. Conceptualizar
Dibuje un diagrama simple y nítido del sistema
Categorizar
𝐅 = 𝐦𝐚 𝐅 = 𝟎
Analizar
Encuentre las componentes de las fuerzas a lo largo de los ejes
coordenados. Aplique el modelo apropiado de la etapa
Finalizar
Confirme que sus resultados sean consistentes con el
diagrama de cuerpo libre.
FUENTE: F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición

9. Un semáforo que pesa 122 N cuelga de un cable
unido a otros dos cables sostenidos a un soporte como
en la figura 5.10a. Los cables superiores forman
ángulos de 37.0° y 53.0° con la horizontal. Estos cables
superiores no son tan fuertes como el cable vertical y
se romperán si la tensión en ellos supera los 100 N. ¿El
semáforo permanecerá colgado en esta situación, o
alguno de los cables se romperá?
FUENTE: F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición

10. Examine el dibujo de la figura
Conceptualizar
(figura 5.10c)
FUENTE: F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición

11. Categorizar
Si nada se mueve, ninguna parte del sistema
acelera. Ahora puede representar el semáforo
como una partícula en equilibrio sobre la que
se ejerce una fuerza neta de cero. De igual
modo, la fuerza neta sobre el nudo (figura
5.10c) es cero.
FUENTE: F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición

12. Analizar
𝐹𝑦 = 0 𝑇𝑔 - 𝑇𝑔
𝑇3 𝑇𝑔 = 122𝑁
Fuerza Componente x Componente y
𝑇1 -𝑇1 cos 37.0∘ 𝑇1 sin 37,0∘
𝑇2 𝑇2 cos 53.0∘ 𝑇2 sin 53.0∘
𝑇3 0 -122 N
1) 𝐹𝑥 = −𝑇1 cos 37.0∘+ 𝑇2 cos 53.0∘ =0
2) 𝐹𝑦 − 𝑇1 senn 37.0∘+ 𝑇2 sen 53.0∘ + ( − 122𝑁)=0
3) 𝑇2 =𝑇1
cos 37.0∘
cos 53.0∘
= 1.33 𝑇1
𝑇1 𝑠𝑒𝑛 37.0∘ + (1.33𝑇1)(sen 53.0∘) – 122N =o
𝑇2 = 1.33 𝑇1 = 97.4𝑁
𝑇1 = 73.4 𝑁
FUENTE: F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición

13. Finalizar
Finalice este problema al imaginar un cambio en el sistema, como el siguiente
¿Qué pasaría si? Suponga que los dos ángulos de la figura 5.10a son iguales.
¿Cuál sería la correspondencia entre T1 y T2?
R//Se puede argumentar a partir de la simetría del problema que las dos tensiones
T1 y T2 serian iguales entre si. Matemáticamente, si los ángulos iguales se llaman
𝑇1 𝑦𝑇2, la ecuación 3) se convierte en
𝑇2= 𝑇1
cos 𝜃
cos 𝜃
= 𝑇1
FUENTE: F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición

14.  21. Un saco de cemento de peso Fgcuelga en equilibrio
de tres alambres, como se muestra en la figura P5.20.
Dos de los alambres forman ángulos 𝜃1 Y 𝜃2 con la
horizontal. Si supone que el sistema esta en equilibrio.
a) demuestre que la tensión en el alambre izquierdo es
T=
Fg cos θ2
sin (θ1 +θ2)
FUENTE: F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición

15. 𝐹𝑥 = 0
𝜃1 𝜃2
𝑇2𝑇1
𝑇1 𝑐𝑜𝑠𝜃1
𝑇3=w
𝑇2 𝑐𝑜𝑠𝜃2
𝑇2 𝑠𝑒𝑛𝜃2𝑇1 𝑠𝑒𝑛𝜃1
𝑇2 𝑐𝑜𝑠𝜃2-𝑇1 𝑐𝑜𝑠𝜃1=0 𝑇2=
𝑇1 cos 𝜃1
𝑐𝑜𝑠𝜃2
𝐹𝑦 = 0
𝑇3 = 𝑤
𝑇2 𝑠𝑒𝑛𝜃2 + 𝑇1 𝑠𝑒𝑛𝜃1 − 𝑇3=0 𝑇2 𝑠𝑒𝑛𝜃2 + 𝑇1 𝑠𝑒𝑛𝜃1 =w
𝑇1
𝑐𝑜𝑠𝜃1 .𝑠𝑒𝑛𝜃2
𝑐𝑜𝑠𝜃2
+ 𝑇1 .𝑠𝑒𝑛𝜃1
1
= 𝑤 𝑇1
𝑐𝑜𝑠𝜃1 . 𝑠𝑒𝑛𝜃2+𝑠𝑒𝑛𝜃1 .𝑐𝑜𝑠𝜃2
𝑐𝑜𝑠𝜃2
= 𝑤
𝑇1
𝑤.𝑐𝑜𝑠𝜃2
𝑐𝑜𝑠𝜃1 . 𝑠𝑒𝑛𝜃2+𝑠𝑒𝑛𝜃1 .𝑐𝑜𝑠𝜃2
𝑇1 = 𝑤 .𝑐𝑜𝑠𝜃2
𝑠𝑒𝑛 𝜃1+𝜃2
Identidad de Ángulos Dobles
SenA . CosB + SenB .CosA = Sen(A+B)
FUENTE: Propia De Los Autores

16. 24.Dibuje un diagrama de cuerpo libre de un
bloque que se desliza hacia abajo por un plano
sin fricción que tiene una inclinación 15.0°. El
bloque parte del reposo en lo alto, y la longitud
del plano es 2.00 m.
Encuentre:
a) la aceleración del bloque.
b) su rapidez cuando llega al fondo del plano
inclinado.
FUENTE: F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición

17. A) B)
𝐹𝑥 = 𝑚𝑎
𝑚𝑎 = 𝑚𝑔 . 𝑠𝑒𝑛15∘
a=g . sen15∘
a=9,8
𝑚
𝑠2 . Sen 15∘
a=2,53 𝑚
𝑠2
𝑽 𝒇
𝟐
− 𝑽∘
𝟐
= 2ad
𝑽 𝒇
𝟐
= 2ad +𝑽∘
𝟐
𝑽 𝒇 = 𝟐𝒂𝒅
𝑽 𝒇 = 𝟐 𝟐, 𝟓𝟑
𝒎
𝒔 𝟐 . 𝟐𝒎 =
𝑽 𝒇 =3,18
𝒎
𝒔
y x
15∘
FUENTE: Propia De Los Autores

18.  26. Un objeto de 5.00 kg colocado sobre una mesa
horizontal sin fricción se conecta a una cuerda que
pasa sobre una polea y después se une a un objeto
colgante de 9.00 kg, como se muestra en la figura
P5.26.
a) Dibuje diagramas de cuerpo libre de ambos objetos.
Encuentre la aceleración de los dos objetos y la
tensión en la cuerda.
FUENTE: F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición

19. N
T
W
T
𝐹𝑥 = 𝑚𝑎
𝑇1 = 𝑚𝑎 𝐹𝑥 = 0
𝐹𝑦 = 𝑚𝑎
𝑤 − 𝑇1 = 𝑚𝑎
𝑤2- 𝑚1a= 𝑚2a
𝑚2 g =a(𝑚2+𝑚1)
𝑎 =
𝑚2 .𝑔
𝑚1+𝑚2
=
9𝑘𝑔 . 9,8
𝑚
𝑠2
5𝑘𝑔+9 𝑘𝑔
= 6,3 𝑚
𝑠2
𝑇1 = (5kg).(6,3
𝑚
𝑠2) = 31,5N
FUENTE: Propia De Los Autores

20. Es importante resolver la física según su
estructura de acuerdo a las leyes de Newton.
La aceleración de un cuerpo tiene siempre la
dirección de la fuerza neta.
El objeto es directamente proporcional a la
fuerza neta que actúa sobre el e inversamente
proporcional a su masa. "Segunda ley de
Newton”
FUENTE: Propia De Los Autores ; F Í S I C A para ciencias e ingeniería ;Volumen 1 ; Séptima edición