El documento aborda diferentes problemas de física relacionados con fuerzas coplanares que actúan sobre objetos. Incluye cálculos de componentes de fuerzas, tensión en cuerdas, aceleraciones y coeficientes de fricción, presentando soluciones gráficas y numéricas. Se presentan diversas situaciones que ilustran la aplicación de principios de dinámica en objetos con distintas masas y fuerzas aplicadas.

1. Prof. Maxwell Altamirano Ramos

2.  Cuatro fuerzas coplanares actúan sobre un
cuerpo en el punto O presentado en la fi gura.
Determine su resultante de manera gráfica.

3. Solución

4.  Las cinco fuerzas coplanares presentadas en la
actúan sobre un objeto. Encuentre su resultante.

8.  Una fuerza de 100 N hace un ángulo de con el eje x y
tiene una componente y escalar de 30 N. Encuentre la
componente x escalar de la fuerza y el ángulo .
(Recuerde que el número 100 N tiene tres cifras
significativas, mientras que 30 N sólo tiene dos.)

9. solución

10.  Un niño jala una cuerda atada a un trineo con
una fuerza de 60 N. La cuerda hace un ángulo
de 40° con el suelo. a) Calcule el valor real del
tirón que tiende a mover el trineo por el suelo.
b) Calcule la fuerza que tiende a elevar el
trineo verticalmente.

11. Solución
 Como se aprecia en la fi gura , las componentes de
la fuerza de 60 N son 39 N y 46 N. a) El tirón sobre el
suelo es la componente horizontal, 46 N. b) La
fuerza elevadora es la componente vertical, 39 N.

12. Encuentre el peso de un cuerpo, si su masa en la
Tierra es a) 3.00 kg, b) 200 g.

13. Solución

14.  A un objeto de 20.0 kg que se mueve libremente
se le aplica una fuerza resultante de 45.0 N en la
dirección -x. Calcule la aceleración del objeto.

15. Solución

16.  El objeto que se muestra en la pesa 50 N y está
suspendido por una cuerda. Encuentre el valor de
la tensión en la cuerda.

17. Solución
 Para iniciar el análisis, primero hay que aislar
mentalmente el objeto. Dos fuerzas actúan sobre él:
la fuerza de la cuerda que jala hacia arriba y la fuerza
que lo jala hacia abajo debida a la gravedad. La
fuerza de tensión que ejerce la cuerda se denota por
medio de FT, y la fuerza que ejerce la gravedad, el
peso del objeto, se denota por FW = 50 N. Estas dos
fuerzas se muestran en el diagrama de cuerpo libre en
la fi gura

20.  Un objeto de 5.0 kg se jala hacia arriba con una
cuerda acelerándolo a 0.30 m/s2. ¿Cuál debe ser
la tensión en la cuerda?

21. Solución
 El diagrama de cuerpo libre para el objeto se
muestra en la fi gura. La tensión en la cuerda
es FT y el peso del objeto es FW =mg (5.0 kg)
(9.81 ms2) = 49.1 N. Usando ΣFy= may, con la
dirección hacia arriba tomada como positiva,
se tiene

24.  Se necesita una fuerza horizontal de 140 N para
jalar una caja de 60.0 kg sobre un piso horizontal
con rapidez constante. ¿Cuál es el coeficiente de
fricción entre el piso y la caja? Determínelo a tres
cifras significativas, aun cuando esto no sea muy
realista.

25.  El diagrama de cuerpo libre para la caja se
muestra en la fi gura . Como la caja no se mueve
en dirección vertical, ay = 0. Por tanto,

27.  Un automóvil de 600 kg de peso se mueve en un
camino nivelado a 30 ms. a) ¿Qué tan grande
debe ser la magnitud de la fuerza retardadora
(supuesta constante) que se requiere para
detener al automóvil en una distancia de 70 m? b)
¿Cuál es el mínimo coeficiente de fricción entre las
llantas y el camino para que esto suceda?
Suponga que las ruedas no están trabadas, en
cuyo caso se trata con fricción estática; no hay
resbalamiento.

29.  Una locomotora de 8000 kg tira de un tren de
40 000 kg a lo largo de una vía nivelada y le
proporciona una aceleración a1 = 1.20 ms2.
¿Qué aceleración (a2) le proporcionaría a un
tren de 16 000 kg?

31.  Suponga, como se muestra en la fi gura , que
una caja de 70 kg se jala con una fuerza de 400 N
que forma un ángulo de 30° con la horizontal. El
coeficiente de fricción cinética es 0.50. Calcule la
aceleración de la caja.

32.  Como la caja no tiene movimiento en la
dirección vertical, se tiene que Σ Fy = may = 0. A
partir de la figura se ve que esta ecuación es

33.  Una caja de 20 kg reposa sobre un plano
inclinado, como se muestra en la figura . El
coeficiente de fricción cinética entre la caja y el
plano inclinado es 0.30. Calcule la aceleración
con la que desciende la caja por el plano
inclinado.

35.  Dos bloques, de masas m1 y m2, son empujados por
una fuerza F como se muestra en la fi gura . El
coeficiente de fricción entre cada bloque y la mesa
es 0.40. a) ¿Cuál debe ser el valor de la fuerza F si los
bloques han de tener una aceleración de 200 cms2?
b) ¿Qué fuerza ejerce m1 sobre m2? Utilice m1 300 g y
m2 500 g. Recuerde trabajar en unidades del Sistema
Internacional.

36. Solución