PROBLEMAS FISICA-5

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Abocándose al problema primeramente defina su sistema de coordenadas, 
indicando el origen y la dirección del eje positivo, si conoce el sentido de la 
aceleración, suele ser conveniente tomarla como dirección positiva. Al aplicar la 
primera o la segunda ley de Newton dibuje el diagrama de cuerpo con todas las 
fuerzas que actúan sobre él, sin incluir las que actúen sobre otros cuerpos., es 
conveniente usar colores para indicar las distintas fuerzas. Al escribir tanto la 
primera como la segunda ley, hágalo en forma de componentes usando el sistema 
de coordenadas definido previamente, no dejando de lado la exactitud de los 
ángulos si los hubiera. No olvidar que una superficie en contacto con el cuerpo 
ejerce una fuerza normal perpendicular a la superficie, y una fuerza de fricción 
paralela a la superficie., y que una cadena o una cuerda no pueden empujar un 
cuerpo sino tirar de él en la dirección de su longitud, Luego podrá despejar las 
incógnitas en estas ecuaciones. 
 
Cuando estamos usando la segunda ley de Newton y hay mas de un cuerpo, 
repita los pasos para cada uno de ellos, usando una ecuación para cada 
componentes, antes de pasar a despejar incógnitas, ya que puede haber 
relaciones entre los movimientos de los cuerpos. Si por ejemplo están unidos por 
una cuerda o cadena y accionan en forma conjunta, la aceleración es la misma 
para todos los cuerpos actuantes, cuando actúan en el mismo sentido. 
 
PROBLEMAS: 
 
Pb. 3. 01.- Resnick. 
Los puntos A y B coinciden antes de producirse la falla, en un cuerpo de roca 
granítica, que luego de producirse el desplazamiento de un bloque con respecto al 
otro, queda en la posición actual, donde la componente horizontal es la línea AC, 
la componente vertical del desplazamiento medida sobre la línea de mayor 
inclinación es AD. 
a)¿Cuál es el desplazamiento neto, si el desplazamiento horizontal es de 22 m y el 
vertical de 17 m?. 
b)Si el plano de la falla tiene una inclinación de 52° con el horizonte, ¿cuál es el 
desplazamiento vertical neto de B como resultado de la falla en a)?. 
 
Gráfico: 
 
 
 
 C 
 A 
 
 B 
 E D 
 52° 
 
 
 
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a) Para resolver este punto tenemos que tomar el triángulo que forma sobre el 
plano de desplazamiento (plano de falla) los puntos A, B, C, donde el 
desplazamiento neto es la hipotenusa, por lo tanto recurrimos a Pitágoras, 
para encontrar el resultado: 
 ( ) ( )22 BCACAB += = 27,8 m. 
 
b) En este caso tenemos que proyectar un triángulo entre los puntos A, D, E, y 
calcular el lado opuesto al ángulo dado como dato, y de esta manera 
obtenemos el rechazo o desplazamiento vertical neto de B., ya que el punto 
D, se encuentra al mismo nivel que B. 
 
 =°= ..52 ADsenAE 13,39 m. 
 
 
Pb. 3. 02.- 
Si las cuerdas utilizadas para soportar una muestra de roca, como muestra la fig., 
pueden sostener únicamente 120 kg., ¿cuál es el peso máximo W que puede 
resistirse sin que se rompan aquellas?. 
 
 
 
 
 
30° 27° 
 
 W 
 
 
 
Solución: 
 
 
 T1 T2 
 
 T1senα α β T2 senβ 
 
 T1cosα T2cosβ 
 W 
 
 
∑ =−= 0cos.cos. 12 αβ TTFx 
 
∑ =−+= 0.. 21 WsenTsenTFy βα 
 
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( ) .47,114.12021 kgfsensenTWkgTT =+=∴⇒== βα 
 
 
Pb. 3. 03.- 
Una caja con muestras de rocas de 100 kg, es empujada hacia arriba a velocidad 
constante sobre un tablón, para subirlo a la caja de un camión. El tablón tiene 30 
grados con respecto a la horizontal., a) ¿qué fuerza horizontal F es requerida?., b) 
¿cuánto vale la fuerza ejercida por el tablón sobre la caja?. 
 
 
 F 
 30° 
 
 
 
 y X 
 
 N ∑ Fx=F.cosΘ - mg.senΘ = 0 
 F.cos30° 
 Θ ∑ Fy= N – mg.cosΘ – F.senΘ = 0 
 F 
 F = mg.tag.Θ = 565,5 N. 
 ,mg.sen30° Θ N = mg.cosΘ + F.senΘ = 1131,45 N. 
 
 mg.cos30° + F.sen30° 
 mg 
 
 
 
 F = 565,5 N. 
 N = 1131,45 N. 
 
Pb. 3. 04.- 
Suponiendo que un estudiante hace deslizar un bloque de roca granítica hacia la 
izquierda (ver fig), a lo largo de la superficie a velocidad constante, empujándola 
con una barreta que forma un ángulo Φ, por encima de la horizontal. 
a) Dibuje un diagrama que muestre todas las fuerzas que actúan en el bloque. 
b) Hállese la fuerza normal N.; la fuerza de rozamiento fk y la fuerza P.