El documento presenta 12 problemas de física relacionados con la mecánica. Los problemas tratan temas como la tensión en alambres, la deformación unitaria en hilos, la distribución de carga en una columna de hormigón armado, el ángulo de pandeo de un alambre, las fuerzas en una barra sujeta en sus extremos, el periodo de oscilación de un resorte y un objeto colgado, el valor de la gravedad calculado a partir del retraso de un péndulo, las características del movimiento armónico simple

1. Taller Nº02- Física I
1) Una barra rígida horizontal de 1.20 m de longitud y un alambre, de sección
constante y que pesa 50 kg. Está sostenida por dos alambres verticales, uno de
acero y otro de cobre. Cada alambre tiene 1,5 m de longitud y 3 mm2 de sección.
El alambre de cobre está sujeto a un extremo de la barra y el de acero a una
distancia x de este extremo tal que ambos alambres se alarguen la misma
cantidad. Calcular a) la tensión de cada alambre ; b) la distancia x
2) Una barra de 105 cm de longitud, cuyo peso es despreciable, está sostenida en
sus extremos por hilos A y B de igual longitud. La sección transversal de A es de 1
mm2, la de B, 2 mm2. El modulo de Young para el hilo A es 21x10 3 kg/mm2 y, para
el hilo B, 14x103 kg/mm2. ¿En qué punto de la barra ha de suspenderse un peso
para producir a) igual fatiga en A y B; b) igual deformación unitaria en A y B?
3) Una columna de hormigón armado
se comprime con una fuerza P.
Considerando que el modulo de
Young del hormigón es 1/10 del
modulo de hierro y que el área de la
sección transversal del hierro es
1/20 de la del hormigón armado
encontrar qué parte de la carga que
recae sobre el hormigón.
4) Entre dos columnas fue tendido un alambre de longitud 2L. En el alambre,
exactamente en el centro, fue colgado un farol de masa M .El área del alambre es
A, el modulo de elasticidad es Y determinar el ángulo α de pandeo del alambre,
considerándolo pequeño.
5) Una barra de sección transversal A está sujeta en sus extremos a fuerzas tensoras
F iguales y opuestas. Se considera un plano que corta a la barra y forma un ángulo
con otro plano perpendicular a la misma.
Ingeniería Civil
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2. 6) Si la masa m de un resorte es apreciable pero aun pequeña comparada con la
masa M de un objeto suspendido del mismo, demostrar que el periodo del
movimiento es:
7) Un deslizador de 1 kg unido a un resorte de constante de fuerza 25 N/m oscila
sobre una vía horizontal de aire sin fricción. En t = 0, el deslizador se suelta desde
el reposo en x = — 3 cm. (Esto es, el resorte se comprime 3 cm.) Encuentre (a) el
periodo de su movimiento, (b) los valores máximos de su rapidez y aceleración y
(c) la posición, velocidad y aceleración como funciones del tiempo.
8) Un péndulo de reloj que señala el tiempo exacto en un lugar en que g=980,0 cm/s2
retrasa 10 s por día en un punto situado sobre una montaña. Calcular el valor de g
en dicho punto.
9) Un cuerpo de masa 10 g se mueve con movimiento armónico simple (MAS), de
amplitud 24 cm y periodo 4 s. La elongación es +24cm para t=0. Calcular a) la
posición del cuerpo en el instante t=0.5 s; c) El tiempo mínimo necesario para que
el cuerpo se mueva desde la posición inicial al punto de elongación x=-12 cm; d) la
velocidad del cuerpo cuando x=-12 cm.
10) Un bloque de masa desconocida está unido a un resorte de constante de resorte
de 6.5 N/m y experimenta un movimiento armónico simple con una amplitud de 10
cm. Cuando el bloque está a la mitad entre su posición de equilibrio y el punto
extremo, su rapidez medida es 30 cm/s. Calcule (a) la masa del bloque, (b) el
periodo del movimiento y (c) la aceleración máxima del bloque.
11) Determinar el periodo de las oscilaciones pequeñas de una varilla cilíndrica circular
de radio r y longitud l0 suspendida en un extremo.
12) Un resorte uniforme cuya longitud normal es l, tiene un constante recuperadora
elástica k. Se corta el resorte en dos piezas de longitudes normales l1 , l2 donde
l1=n. l2 y n es un numero entero. ¿Cuáles son las constantes elásticas
correspondientes k1y k2, en términos de n y k? comprobar sus resultados para n=1
y n=∞.
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