TP4_Guia_2020 - Daniela Ugarte

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Facultad de Ingeniería FISICA I AÑO 2020 Universidad Nacional de Jujuy – U.N.Ju 
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TRABAJO PRÁCTICO Nº 4: DINÁMICA DE LA PARTÍCULA 
A- PROBLEMAS CON RESOLUCION EN EL AULA VIRTUAL 
1. Tres fuerzas que actúan sobre un cuerpo están dadas por F1= (-3i + 2j) N, F2= (5i - 
12j) N, F3= -37i N. El cuerpo experimenta una aceleración de magnitud 3,75 m/s2. 
Calcule a) La dirección de la aceleración. b) La masa del objeto. c) Su velocidad después 
de 2 s, si su velocidad inicial era (1 , 0,8) m/s. d) La posición inicial, si en ese instante 
se encuentra en el punto (5 , -2) m. 
2. Cuatro fuerzas actúan sobre una partícula de masa 3,0 kg, como se indica en la 
figura. Determine. a) La aceleración de la partícula. b) Las ecuaciones cinemáticas de 
posición y velocidad, si la partícula parte del origen con velocidad inicial cero. c) La 
ecuación de la trayectoria. 
3. Para cada uno de los siguientes sistemas sin rozamiento que se muestran a 
continuación, Donde PA=10N, PB=20N y F=10N. a) 
Realizar el diagrama de cuerpo libre (DCL), 
especificando cuales son pares de interacción. b) 
Determinar el módulo de la fuerza de contacto 
(Normal) entre las superficies de apoyo y los 
bloques. c) Determinar la aceleración de los 
bloques. 
4. Tres bloques de masas m1=20,0 kg, m2=15,0 
kg y m3=8,0 kg, están unidos con cuerdas tensas 
ideales y sujetos verticalmente. Si sobre el primer bloque actua una fuerza vertical hacia arriba de 620 N. Calcular: a) La 
aceleración del sistema. b) Las fuerzas que actúan en cada cuerda. 
5. Un bloque de 40,0 kgf se encuentra apoyado sobre un plano inclinado sin rozamiento que forma una ángulo de 30º 
con la horizontal. Una fuerza horizontal de 300 N actúa sobre el bloque. Determinar a) La fuerza normal que plano 
inclinado ejerce sobre el bloque. b) La aceleración del bloque. 
6. En el laboratorio de Física los alumnos armaron el dispositivo (máquina de Atwood) de modo que al colocar dos 
cuerpos de 200 g en cada uno de los extremos de la cuerda, se encuentran en reposo a la misma altura. Se les pide que 
calculen a) La sobrecarga que hay que agregar en uno de los extremos para que se desnivelen 160 cm en 2s. b) La 
tensión de la cuerda. 
7. Calcular la aceleración de los cuerpos de la 
figura a) y b) y la tensión en la cuerda. 
Suponiendo que no hay rozamiento y masas 
despreciable de la cuerda y la polea. m1 = 60 g, 
m2= 100 g y F= 1,2 x 105 dinas. 
 
8. Un hombre aplica una fuerza F, constante y horizontal sobre el bloque A, que empuja al bloque B con una fuerza de 
25 N, ambos bloques están en contacto sobre una superficie sin fricción. Al aplicar la misma fuerza F al bloque B este 
ejerce una fuerza de 12 N sobre el bloque A, Si los dos bloques juntos tienen una masa de 10 kg. Calcular: a) La 
aceleración de los bloques. b) La intensidad de la fuerza F. c) La fuerza neta que actúa sobre cada bloque. 
9. Una persona de 70 kg se coloca sobre una balanza ubicada dentro de un ascensor. Determinar la lectura de la misma 
en cada uno de los siguientes casos: a) El ascensor arranca moviéndose hacia arriba con aceleración de 1,0 m/s2. b) El 
ascensor continúa subiendo a una velocidad constante de 4,0 m/s. 
c) El ascensor frena con aceleración de 2,0 m/s2. d) El ascensor 
está detenido. e) Se corta la cuerda que sostiene el ascensor y 
cae libremente. 
10. Se tienen dos cuerpos de masa m1=10,0 kg y m2= 20,0 kg 
situados a ambos lados de un doble plano inclinado y unidos por 
una cuerda inextensible como muestra la figura: a) ¿En qué 
dirección se moverá el sistema bajo esas condiciones y cuál es su 
aceleración?. b) Si se corta la cuerda determinar qué cuerpo experimenta mayor aceleración. Las superficies de contacto 
son lisas, la polea y la cuerda tienen masa despreciable. 
x 
F
3
= 
60N 
30
º 
37
º 
20
º 
50
º 
y 
F
1
= 
10N 
F
2
= 5N 
F
4
= 
40N 
A 30
0
 
 
A 
30
º
20
º30
º
 
F 
F 
F 
a b c
A 
B 
m
2 
 
m
 
25
º
 40
º
 
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B- PROBLEMAS PARA RESOLVER EN CASA 
 
1. Desde la base de un plano inclinado y liso, que forma un ángulo de 30º con la horizontal, se lanza un bloque de masa 
500 g, con una velocidad de 15,0 m/s. a) Realice el diagrama de cuerpo libre para el bloque. b) Determine la aceleración 
del bloque. c) Calcule la fuerza que la superficie ejerce sobre el bloque. d) Hasta qué altura del plano inclinado sube el 
bloque antes de detenerse. 
2. Un ascensor pesa 800 kgf. El ascensor inicialmente desciende a una velocidad de 5 m/s. a) Determinar la tensión 
del cable cuando es detenido con una desaceleración constante, en un recorrido de 12,50 m. b) Si en el ascensor hay un 
pasajero de 80 kg, determinar la fuerza que sus pies ejercerán sobre el piso, cuando aquel va frenando. 
3. Dos bloques A y B de masa 3,0 kg y 1,5 kg respectivamente están en 
contacto sobre un plano inclinado liso, el bloque A esta unido mediante una 
cuerda a través de una polea al bloque C de 5,0 kg, como se muestra en la 
figura. Determine a) la aceleración de las masas. b) La tensión de la cuerda. 
c) La fuerza de contacto entre los bloques. 
 
 
 
4. Un hombre se eleva en una plataforma aplicando una fuerza vertical a la cuerda que tiene en las manos, como se 
muestra en la figura. Si la masa total del hombre y la plataforma es de 140 kg y se desprecia la masa de la cuerda, de la 
polea y el rozamiento en esta última. Calcular la fuerza que debe ejercer el hombre para subir: a) Con 
velocidad constante. b) Con una aceleración de 0,50 m/s2. 
5. Un automóvil de 1300kg está siendo remolcado por un plano inclinado de 15º, por medio de un cable 
sujeto a la parte trasera de un camión-grúa. El cable forma un ángulo de 27º con el plano inclinado. ¿Cuál 
es la mayor distancia que el automóvil puede ser arrastrado en los primeros 5s después de arrancar desde 
el reposo si el cable tiene una resistencia a la rotura de 4,2 kN? Despreciar todas las fuerzas resistivas sobre 
el automóvil. 
6. Dos cajas, una de 4 kg y la otra de 6 kg, descansan en la superficie horizontal sin fricción de un estanque 
congelado, unidas por una cuerda ligera. Una mujer (con zapatos de golf que le dan tracción) aplica una 
fuerza horizontal F a la caja de 6 kg y le imparte una aceleración de 2,50 m/s2 . a) ¿Qué aceleración tiene la caja de 4 
kg? b) Dibuje un diagrama de cuerpo libre para la caja de 4 kg y úselo junto con la segunda ley de Newton para calcular 
la tensión T en la cuerda que une a las dos cajas, c) Dibuje un diagrama de cuerpo libre para la caja de 6 kg. ¿Qué 
dirección tiene la fuerza neta sobre esa caja? ¿Cuál tiene mayor magnitud, la fuerza T o la fuerza F d) Use la parte (c) y 
la segunda ley de Newton para calcular la magnitud de F. 
 
 
A 
 
C 
30
º
 
B 
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C- CUESTIONARIO PARA RESOLVER EN EL AULA VIRTUAL Y TENER PRESENTE EN EL PRACTICO 
 
1. Algunas veces se hace referencia a la primera ley de Newton como la ley de inercia. Una medida de la inercia de un 
objeto se obtiene por su: 
a) tamaño, 
b) velocidad, 
c) forma, 
d) masa. 
 
2. Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta, referidas a la 1ra Ley de Newton: 
a) Un cuerpo no puede desplazarse sin que una fuerza actúe sobre él. 
b) Toda variación de la velocidad de un cuerpo exige la existencia de una fuerza neta aplicada sobre el mismo. 
c) Si el módulo de la velocidad permanece constante, no se ejerce ninguna fuerza sobre el cuerpo. 
d) Si no existe una fuerza neta aplicada sobre un cuerpo en movimiento, éste se detiene. 
 
3. La segunda ley de Newton relaciona la aceleración de un objeto sobre el que actúa una fuerza neta que es: 
a) inversamente proporcional a su masa, 
b) cero, 
c) directamente proporcional a su masa, 
d) independiente de su masa. 
 
4. La unidad de fuerza Newton es equivalente a: 
a) kg-m/s, 
b) kg-m/s2, 
c) kg-m2/s, 
d)ninguno de éstos 
 
5.Una fuerza del par de fuerzas acción--reacción: 
a) nunca produce una aceleración, 
b) siempre es mayor que la otra, 
c) puede o no producir un cambio en la velocidad, 
d) ninguno de éstos. 
 
6. En ausencia de una fuerza neta, un objeto estará siempre (elige las respuestas correctas): 
a) en reposo, 
b) en movimiento con velocidad constante, 
c) acelerado, 
d) ninguno de éstos 
 
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7. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones no es correcta? 
Dos cuerpos ejercen acciones mutuas entre sí, la fuerza que actúa sobre uno de ellos es igual y de sentido contrario a la 
fuerza que actúa sobre el otro. 
Si la resultante de las fuerzas que actúan sobre una partícula no es cero, ésta tendrá una aceleración proporcional a la 
magnitud de la resultante y en la dirección de esta fuerza resultante. 
El valor constante que se obtiene para el cociente de las magnitudes de las fuerzas y aceleraciones es característico de 
la partícula que se considera. 
El dibujo de un diagrama de un cuerpo libre nos muestra las fuerzas aplicadas sobre la partícula en estudio. Estos 
diagramas resultan de gran ayuda para resolver los problemas de dinámica. 
La masa y el peso son magnitudes físicas iguales ya que, si aumenta la masa, aumenta el peso. 
 
8.Una persona que tiene un peso de 1200N está haciendo régimen para bajar de peso y decide pesarse colocando una 
balanza hogareña encima de un ascensor. ¿Cómo tendrá que moverse el ascensor para que la persona “pese” menos?: 
a) Subir con una velocidad constante de 20km/h. 
b) Subir con una aceleración de 2 m/s2. 
c) Bajar a una velocidad constante 20 m/s. 
d) Bajar aceleradamente a razón de 2 m/s2. 
e) Bajar frenando con una aceleración de 2 m/s2. 
 
9. Si se retira el bloque de masa m del sistema, sabiendo que no existe rozamiento entre la mesa y el bloque la aceleración 
a) Aumenta un 25%. 
b) Aumenta en un 20%. 
c) No varía. 
d) disminuye en un 20%. 
e) Disminuye en un 25%. 
 
10. Un bloque resbala hacia abajo de un plano inclinado liso que tiene una inclinación de 15º. Si el bloque parte desde el 
reposo en la parte superior del plano y la longitud del mismo es 2 m. Calcule, considerando la aceleración gravedad de 
9,8 m/s2, la aceleración del bloque 
11. En una superficie horizontal sin roce se apoyan 3 bloques, de masa m cada uno, unidos con cuerdas tensas ideales. 
Al bloque 3 se le aplica una fuerza horizontal de módulo F. 
La magnitud de la aceleración del bloque 1 es: 
a) F / (3 m) 
b) F / m 
c) 2 F / (3 m) 
d) Cero 
e) Menor que la aceleración del bloque 3