BALOTARIO DE PREGUNTAS PREPARACIÓN PC2 - anthony 90 (2)

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CÁLCULO APLICADO A LA FÍSICA 1. 
PREPARACIÓN PRÁCTICA CALIFICADA NR. 2 
 Prof. MSc. Ing. Alberto Pacci 
 Fuerza, Momento y la Primera y Segunda Condición de Equilibrio 
1. Determinar el ángulo Ω para conectar el elemento a la placa tal que la resultante de las fuerzas F1 y F2 
esté dirigida horizontalmente a la derecha, si F2=6 kN. Determinar además la magnitud de la fuerza 
resultante 
 
2. En el sistema de fuerzas mostrado en la figura determine la magnitud y la dirección de la fuerza 
resultante. 
 
 
3. Hallar el momento de la fuerza F de 450 N respecto al punto A de la siguiente tubería que se 
encuentra empotrada en A 
 
 
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7. Una viga uniforme tiene 4 m de larga y pesa 100 Kg. Un hombre de 75 kg está situado a 1 m del apoyo 
A. Calcular las reacciones en los apoyos A y B. 
 
8. En el esquema de la figura, el bloque de peso P se mantiene en equilibrio cuando se aplica una 
fuerza F = 800 N en el punto B del sistema de cables. Determinar el peso P. 
 
9. Calcular la reacción de la pared y la tensión en la cuerda en el siguiente sistema en equilibrio, donde el 
peso de la esfera apoyada en la pared lisa es de 800 N 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10. Calcular las reacciones en los apoyos de la siguiente estructura en equilibrio: 
β = 20 ° 
 
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11. Si la masa de la barra mostrada es de 3 Kg 
determinar el módulo de la tensión de la cuerda 
horizontal y de la reacción en el pasador. 
 
12. Una barra homogénea de longitud 2 m cuyo peso es de 100 N (suponer que el peso está aplicado en 
el centro geométrico de la barrera) se encuentra articulada mediante una bisagra en el punto A; en el 
extremo C se aplica una fuerza F con el objetivo de mantener la barra en equilibrio, horizontalmente. 
Calcular: a. El módulo de la fuerza F sabiendo que φ = 30°. 
b. El módulo y dirección (ángulo que forma con la horizontal) de la fuerza que la bisagra ejerce sobre la barrera 
 
13. En la figura la viga horizontal es uniforme y pesa 150 N y deben calcular: 
a) La tensión en el cable; y, (Rpta: 625 N) 
b) Las componentes horizontal y vertical de la fuerza ejercida por la pared sobre 
la viga. 
 (Rpta: Horiz.: 500 N, Vert.: 75 N) 
 
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16. Se tiene una barra uniforme de 60.0 cm y 50.0 N de peso que la sostienes mediante dos alambre verticales 
unidos al techo en pendiente, uno de los alambres está separado del extremo de la repisa por 20 cm. En medio 
de los puntos donde se unen los alambres colocas un objeto de 25.0 N. 
a) Representar todas las fuerzas y distancias involucradas. 
b) Calcular la tensión en cada alambre. (Rpta: 25 N y 50 N) 
 
17. Una grúa fija tiene una masa de 1 000 kg y se usa para levantar una caja de 2 400 kg. La grúa se 
mantiene en su lugar por medio de un perno en A y un balancín en B. El centro de gravedad de la grúa está 
ubicado en G. 
a) Hacer el D.C.L de la grúa 
 b) Calcular las componentes de las reacciones en A y B 
 
18. Calcular la fuerza F y la tensión en la cuerda oblicua 
 
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19. Determinar la fuerza perpendicular a la barra A que hay que aplicar en el punto D para que exista 
equilibrio, suponiendo a O como punto de apoyo y los siguientes valores de fuerzas y distancias: F1 = 10 
kp, F2=15 kp, F3 = 5 kp, OA = 50 cm, OB = 100 cm, OC = 25 cm. Suponemos la barra sin peso 
apreciable. 
 
A. Centro de Masa 
1. Hallar el centroide de las siguientes figuras: 
 
2. Hallar el centro de gravedad G de la siguiente figura compuesta: 
 
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3. Determinar el centroide la la figura mostrada. Los ejes de coordenadas se ubican en el punto A. 
 
 
 
 
 
 
4. Calcular las coordenadas del centro de 
masa de la siguiente figura respecto al punto A y B: 
 
 
 
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5. Determinar el centroide de la siguiente figura respecto al punto A y luego al punto B
 
C. Dinámica y rozamiento 
1. Un automóvil de 1400 kg se conduce hacia abajo por una pendiente de 4° a una velocidad de 88 Km/h 
cuando se aplican los frenos, lo que ocasiona una fuerza de frenado total de 7500 N aplicada sobre el 
automóvil. Determinar la distancia recorrida por el auto antes de detenerse por completo. 
 
2. Dos cuerpos de 3 y 4 kg de masa, respectivamente, se deslizan sobre una superficie horizontal pulida 
bajo la acción de una fuerza de 15 N sobre el primero y de 8 N sobre el segundo. Los dos parten del 
reposo en el mismo instante ¿Cuánto tiempo transcurre hasta que la distancia entre ellos sea de 100 
m? ¿Qué velocidad llevará cada uno en dicho instante? La trayectoria seguida por los dos cuerpos es 
una línea recta. 
 
3. Cada uno de los sistemas que muestra la figura está inicialmente en reposo. Ignore la fricción del eje y 
las masas de las poleas, y determinar para cada sistema: 
 
a) La aceleración del bloque A, 
b) La velocidad del bloque A después de haberse movido 150 cm, 
c) El tiempo necesario para que el bloque A alcance una velocidad de 3 m/s. 1 Kgf ~ 10 N 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Un bloque M1 de 300 N de peso es arrastrado a velocidad constante sobre la superficie lisa de un plano 
inclinado, por la acción de un peso M2 de 100 N pendiente 
de una cuerda atada al bloque y que pasa por una polea sin 
rozamiento como muestra la figura. Calcular: 
a) El ángulo de inclinación del plano; 
b) La tensión de la cuerda. 
M
2
α 
4
5
4
5
1
0
2 2 1
 
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5. Sobre un plano inclinado 30º sobre el horizonte hay un cuerpo de 40 kg. Paralela al plano y hacia abajo, 
se le aplica una fuerza de 40 N. Si el coeficiente de rozamiento dinámico es 0,2, determinar: 
a) Valor de la fuerza de rozamiento. 
b) Aceleración con que se mueve el cuerpo. 
c) Velocidad del cuerpo a los 10 s de iniciarse el movimiento. 
 
 
 
 
6. Un bloque se encuentra en reposo sobre un plano inclinado, siendo 0,3 y 0,5 los coeficientes de 
rozamiento cinético y estático, respectivamente. Calcular: 
a) El ángulo mínimo de inclinación que se debe dar al plano para que el cuerpo empiece a deslizar. 
b) Para este ángulo, hallar la aceleración del bloque cuando ha empezado a moverse. 
 
7. En el siguiente sistema con una polea ideal, calcular la aceleración si µk = 0,11 
 
 
8. Si se aplica una fuerza F=340 N al sistema que se desliza sobre una superficie liza, calcular la tensión 
de la cuerda T. 
 
9. En el siguiente sistema calcular la fuerza de interacción entre los bloques A y B, si µ = 0,10 
 
 
10. En el sistema mostrado con una polea ideal, calcular: 
a) La aceleración 
b) La tensión en la cuerda 
 
2kg
4kg
60N
30N
Datos: 
mA= 4 Kg, mB=6 Kg 
 
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11. Dos bloques A y B de masas mA = 5 Kg y mB = 6 Kg están unidos mediante un cable que pasa a través 
de una polea tal como se muestra en la figura adjunta. El coeficiente de rozamiento entre el bloque A y 
el bloque B es µ. Determinar el sentido de movimiento cuando se dejan en libertad a partir del reposo y 
el valor de la aceleración. El cable es inextensible y las masas del cable y la polea despreciables. 
 
12. Un bloque de masa m1 se sitúa sobre un plano inclinado de ángulo θ. El bloque está conectado a otro 
bloque de masa m2 que cuelga de su otro extremo mediante una cuerda inextensible que pasa por una 
polea ideal (de rozamiento y momento de inercia despreciables). Sabiendo que el coeficiente de 
rozamiento entre el bloque de masa m1 y el plano inclinado es μ, hallar: 
a) La aceleración del sistema y la tensión de la cuerda sin considerar el rozamiento 
b) La aceleración del sistema y la tensión de la cuerda considerando el rozamiento 
 
13. Determinar la fuerza F necesaria para mover el sistema de la figura y la fuerza de tensión de la 
cuerda que jala el bloque de 5 kg., considerando nulos los rozamientos, si la aceleración adquirida por 
el sistema es de 5 m/s ². 
 
 
14. Un cuerpo de masa 3 kg está sometido a la acción de dos fuerzas de 6 N y 4 N dispuestas 
perpendicularmente,como indica la figura, determinar la aceleración y su dirección 
 El Profesor 
Datos: 
mA=10 Kg, mB=5Kg, µk=0,2