TP-DINAMICA-2023

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SALTA FISICA – FÍSICA GENERAL 
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Primer Cuatrimestre 
INGENIERIA AGRONOMICA 
INGENIERÍA EN RECURSOS NATURALES Y MEDIO AMBIENTE Año: 2023 
 
TRABAJO PRÁCTICO N° 2 
 
Tema IV: Dinámica 
4.1. Concepto de Fuerza. 
4.2 Leyes de Newton 
4.2.1 Primera Ley de Newton. Marcos de referencias inerciales. 
4.2.2 Segunda Ley de Newton. Masa y peso de los cuerpos. Unidades. 
4.2.3 Tercera Ley de Newton. Diagrama del cuerpo libre. Fuerzas de contacto: la fuerza normal y la fuerza de fricción. 
4.2.4 Aplicaciones de las leyes de Newton. 
4.2.5 Dinámica del movimiento circunferencial. 
4.3. Equilibrio de una partícula. 
4.4. Momento de una fuerza. Unidades 
4.5. Equilibrio de un cuerpo rígido. Aplicaciones. 
4.6. Esfuerzo y deformación unitaria: tracción, compresión y cizalla. Módulo de Young. 
4.6.1 Fuerza elástica. Ley de Hooke. 
 
Problema 01: Identifique los pares de acción y reacción en las situaciones siguientes: a) un libro apoyado 
sobre una mesa, b) Una caja en reposo sobre un plano inclinado, c) un jugador de fútbol que patea una pelota 
i) durante la patada y ii) en el instante posterior a la patada, cuando ya no hay contacto con el pie). 
 
Problema 02: a) Construya un ejemplo de un objeto en movimiento y con ausencia de Fuerzas actuando 
sobre él. ¿Qué consideraciones tuvo que realizar? b) Otro en el que el objeto esté en reposo a pesar de que 
existan Fuerzas sobre el mismo. ¿Qué consideraciones tuvo que realizar?. 
 
Problema 03: Un objeto de 3,0 kg experimenta una aceleración dada por j
s
mi
s
ma

22 0,40,3  . 
Encuentre la fuerza resultante que actúa sobre el objeto y su magnitud y dirección. 
 
Problema 04: Un automóvil que tiene una masa de 1500,0 kg, se mueve sobre una carretera manteniendo 
una de velocidad 60,0 km/h. En un instante determinado el conductor comienza a frenar y se detiene 10,0 s 
después. a) Indicar: modelo elegido y suposiciones formuladas para simplificar el análisis de la situación, 
sistema de referencia, sistema de ejes coordenados. b) Calcular la fuerza neta que actúa sobre el auto a partir 
del instante en que se aprietan los frenos. c) Calcular el desplazamiento entre el instante en que se accionan 
los frenos y el instante en que se detiene el auto. 
 
Problema 05: Sobre una superficie rugosa con µe = 0,20 y µc = 0,10, se empuja un tractor de 2000 kg de 
masa en la dirección horizontal con tres fuerzas distintas en varios momentos. Las magnitudes son: F1 = 
2700 N, F2 = 3700 N y F3 = 4200 N; a) Realizar un diagrama de cuerpo libre para el tractor y calcular la 
aceleración que adquiere el cuerpo. b) calcular la aceleración que adquiere el cuerpo si ahora se aplica una 
fuerza de F4 = 5000 N. En cada caso explique qué valor tuvo la fuerza de roce. ¿Cómo puede justificar el 
resultado? 
 
Problema 06: Una mujer de 70,0 kg se sube a un ascensor y se para sobre un dinamómetro colocado sobre 
el piso del interior del ascensor. ¿Qué indica el dinamómetro cuando el ascensor: a) aún está en reposo? b) 
¿sube con una aceleración igual a 0,15 g? c) ¿baja con una aceleración igual a 0,15 g? d) baja con una 
velocidad constante de 1,6 m/s? 
 
Problema 07: En la figura, una masa desconocida desciende deslizándose 
por el plano inclinado a 30°. a) ¿Cuál es la aceleración si no existe fricción 
alguna? b) Suponga que el coeficiente de rozamiento es 0,2 ¿Cuál es la 
aceleración? c) ¿Por qué no es necesario conocer la masa del bloque? 
 
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FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Primer Cuatrimestre 
INGENIERIA AGRONOMICA 
INGENIERÍA EN RECURSOS NATURALES Y MEDIO AMBIENTE Año: 2023 
 
Problema 08: Un cuerpo de peso P = 100,0 N desliza sobre un plano inclinado que forma un ángulo  = 30º 
con la horizontal. El coeficiente de rozamiento dinámico entre el plano y el cuerpo es  = 0,1. Se desea 
analizar el movimiento de dicho cuerpo. a) Hacer el diagrama de cuerpo libre. b) Determinar la aceleración 
del cuerpo (Nota: considerar el eje x paralelo al plano inclinado) c) ¿Qué tipo de movimiento describe? 
 
Problema 09: El bloque A de la figura pesa 64 Ib. a) ¿Cuál tendrá que ser el peso 
de un bloque B si el bloque A sube por el plano con una aceleración de 6 ft/s
2
? No 
tome en cuenta la fricción. b) De cuánto sería la aceleración si en la situación 
anterior se considerara un coeficiente de rozamiento de 0,8 c) Suponga que las 
masas A y B de la figura son de 4,0 kg y 10,0 kg, respectivamente. El coeficiente 
de fricción cinética es 0,3. Calcule la aceleración si el sistema asciende 
inicialmente por el plano inclinado y d) si el sistema desciende inicialmente por 
dicho plano. 
 
 
Problema 10: Tres masas, m1 = 10,0 kg, m2 = 8,0 kg y m3 = 6,0 kg, están unidas 
como indica la figura. Sin tomar en cuenta la 
fricción, a) ¿cuál es la aceleración del 
sistema? b) ¿Cuáles son las tensiones en la 
cuerda de la izquierda y la cuerda de la 
derecha? c) ¿Sería igual la aceleración si la 
masa de en medio m2 fuera eliminada? d) 
¿cómo se modificaría el movimiento si 
consideramos un coeficiente de fricción de 
0.2 entre m2 y la mesa? 
 
Problema 11: Un automóvil de 1500,0 Kg 
que se mueve sobre un camino horizontal plano recorre una curva cuyo radio es 35,0 m. a) ¿cuál es la fuerza 
que produce el movimiento circular? b) Si el coeficiente de fricción estático entre las llantas y el pavimento 
seco es 0,50, encuentre la velocidad máxima que el automóvil puede tener para tomar la curva con éxito. c) 
Si se quiere hacer el peralte de la curva de manera tal que un auto no tenga que depender de la fricción para 
librar la curva sin patinar, cuando su velocidad es 13,4 m/s ¿cuál debe ser el ángulo del peralte? 
 
Problema 12: a) Analice los diferentes 
sistemas de poleas 
mostrados en la imagen. 
Realice el diagrama de 
fuerzas para cada uno de 
ellos y justifique porqué 
se ve reducida la fuerza 
necesaria para poder 
levantar los 100,0 N de la 
figura. b) Usando el 
razonamiento previo, determine la fuerza necesaria para levantar una masa de 90,0 Kg 
con los aparejos 3 y 4. c) Analice el aparejo de la imagen b y calcule la fuerza necesaria 
para levantar una masa de 40,0 kg. d) ¿Con esta nueva configuración es necesario 
realizar una fuerza mayor o menor que con la configuración 3 de la imagen previa para 
levantar la masa de 40,0 kg? 
 
 
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Problema 13: ¿De qué radio (R1) debería ser el tambor alrededor del cual se 
enrolla la soga de un torno, para poder mantener en equilibrio un balde con 25,0 
kg de agua, haciendo una fuerza de F = 30,0 N aplicada perpendicularmente en 
el extremo de una manivela de medio metro (R2)? Si se quiere hacer menos 
fuerza para mantener el balde en equilibrio, ¿habría que aumentar o disminuir el 
radio de la manivela? Explicar. 
Nota: Se llama manivela a la pieza normalmente de hierro, compuesta de dos 
ramas, una de las cuales se fija por un extremo en el eje de una máquina, de una 
rueda, etc. y la otra forma el mango que sirve para mover al brazo, la máquina o la rueda (Wikipedia). 
 
 
Problema 14: La grúa de la figura es homogénea y pesa 5000,0 N. a) 
Indicar: modelo elegido y suposiciones formuladas para simplificar el 
análisis de la situación, sistema de referencia, sistema de ejes coordenados. 
b) La fuerza en el cable tirante. c) Las componentes horizontal y vertical de 
la fuerza ejercida sobre el pescante en su extremo inferior. 
 
 
 
Problema 15: Analice la grúa que se ve en la imagen. Suponga que el 
cuerpo de la grúa tiene una masa de 900,0 Kg. El brazo de la grúa 
puede variar su longitud desde 2,4 m hasta 8,5 m, y la separación entre 
los apoyos de la grúa es de 2,0 m a lo largo y 1,5 m a lo ancho.Suponga que se desea levantar una carga con esta grúa de 200,0 Kg. 
Analice inicialmente con el brazo retraído y posteriormente calcule 
hasta qué distancia máxima puede extenderse el brazo sin que se 
vuelque la grúa. Analice primero en dirección longitudinal, o sea 
siguiendo el largo de la base de la grúa y posteriormente en dirección 
transversal, o sea siguiendo el ancho de la grúa. ¿Cómo considera que 
podría hacerse, para mejorar el rendimiento de la grúa? 
 
 
 
Problema 16: Un hilo de acero de 3,00 m de longitud y 62,50 mm
2
 de sección se usa para atar un fardo, se 
alarga 3,00 mm bajo la acción de una tensión de 12.500,00 N ¿Cuál es el módulo de Young para este acero? 
 
Problema 17: El límite de elasticidad del cable de acero de un ascensor es de 32.000,00 N/cm
2
. Calcular la 
aceleración máxima hacia arriba que puede darse a un 
ascensor que pesa 20.000,00 N, sostenido por un cable 
cuya sección es de 3,20 cm
2
, si el esfuerzo no ha de 
exceder de ¼ del límite de elasticidad. 
 
Problema 18: Calcular el torque de salida del tren de 
engranajes de la figura en Nm, así como la relación de 
transmisión del sistema, cuando la rueda motriz recibe un torque 
de 10,00 Nm. 
 
 
 
R1 
R2 
Cable 
tirante 
10.000
NNNN 
N 
60º 
http://es.wikipedia.org/wiki/Eje
http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina
http://es.wikipedia.org/wiki/Rueda
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Problemas resueltos en los videos 
 
Problema 1: Realice un esquema de la siguiente situación: Una manzana en la Luna. 
a) Decida si hay alguna clase de interacción entre los cuerpos. Clasifique a las interacciones. b) Estime las 
masas, exprese en forma vectorial y realice los diagramas de cuerpo libre para el sistema manzana-Luna. c) 
¿Se cumple la Primera Ley de Newton?; ¿consideró un Marco de Referencia Inercial?, ¿La Tierra ejerce 
alguna Fuerza?; ¿y el Sol? d) ¿Cambia la situación si el sistema estuviera en la Tierra? e) Ahora agregue una 
mesa sobre la cual está la manzana que esté apoyada en la Luna, y repita todo el análisis anterior 
 
Problema 2: Desde el reposo se empuja un tractor de masa m= 
2000 kg, a través de un piso sin fricción con una fuerza de 
magnitud constante de F= 100,0 N, durante un intervalo de 
tiempo Δt = 10,0 s, lo que resulta en una rapidez final v para el 
tractor. Luego repite el experimento, pero con una fuerza que es 
el doble de grande. ¿Qué intervalo de tiempo se requiere ahora 
para alcanzar la misma rapidez final v? 
 
Problema 3: Tomando en cuenta el mismo tractor del problema anterior, ahora sobre una superficie rugosa 
con µe = 0,20 y µc = 0,10, se lo empuja en la dirección horizontal con tres fuerzas distintas en varios 
momentos. Las magnitudes son: F1 = 500 N, F2 = 1000 N y F3 = 1500 N; a) Realizar un diagrama de cuerpo 
libre para el tractor y calcular la aceleración que adquiere el cuerpo. b) calcular la aceleración que adquiere 
el cuerpo si ahora se aplica una fuerza de F4 = 5000 N. En cada caso explique qué valor tuvo la fuerza de 
roce. ¿Cómo puede justificar el resultado? 
 
Problema 4: Sobre la caja de una camioneta, sin compuerta trasera, se quiere transportar un bloque de 10,0 
kg. Se espera que la camioneta pueda moverse con una aceleración de 1,50 m/s
2
, sin que pierda el bloque en 
el camino, es decir que el bloque debe permanecer en reposo con respecto a la camioneta. a) Dibuja un 
diagrama de cuerpo libre para el bloque cuando la camioneta ya se está moviendo ¿Qué fuerza acelera al 
bloque con respecto a la Tierra? b) Encuentra el coeficiente de rozamiento estático mínimo entre el piso de 
la caja de la camioneta y el bloque que transporta cuando acelera a 1,50 m/s
2
. 
 
Problema 5: En la figura, dos cajas están conectadas mediante una cuerda que 
pasa por una polea. El coeficiente de fricción cinética entre la caja A y la 
mesa es de 0,20. Despreciamos la masa de la cuerda y de la polea, así como 
cualquier fricción en el eje de la polea, lo cual significa que podemos suponer 
que una fuerza aplicada a un extremo de la cuerda tendrá la misma magnitud 
en el otro extremo. Queremos encontrar la aceleración a del sistema, que 
tendrá la misma magnitud para ambas cajas si suponemos que la cuerda no se 
estira. Conforme la caja B se mueve hacia abajo, la caja A se mueve hacia la derecha. 
 
Problema 6: La figura muestra el esquema de dos bloques (m1 = 90,0 kg 
y m2 = 60,0 kg) que están conectados por medio de una cuerda ligera que 
pasa sobre una polea ligera sin fricción. Las superficies sobre las que 
deslizan los cuerpos son ásperas, con coeficiente de fricción es de 0,05. 
a) Analice hacia qué lado se mueve el sistema b) Realice un diagrama de 
cuerpo libre para cada bloque c) Determine la aceleración del sistema. 
d) Calcular la fuerza que realiza la cuerda. 
 
m2 
m1 
20º 40º 
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Problema 7: Un lanzador de discos gira el disco en un círculo con radio de 80,0 cm. La masa del disco es de 2,0 kg. 
En cierto instante, el lanzador gira con rapidez angular de 10,0 rad/s y la rapidez angular está aumentando a razón de 
50 rad/s2 (el plano de giro se mantiene constante y paralelo a la superficie del piso). 
a) Calcular las componentes de la aceleración tangencial y centrípeta del disco en ese instante y la magnitud de la 
aceleración. b) Considerando al disco como una partícula, analizar las fuerzas que actúan sobre el disco en el instante 
anterior. Hacer un esquema, Calcular la componente radial y tangencial de la fuerza neta. Suponiendo que el lanzador 
de disco girara ahora con velocidad angular constante, ¿cómo serían ahora las fuerzas que actúan sobre el disco? 
Hacer un esquema. 
 
Problema 8: Tres bloques de masa m1 = 25,0 kg, m2 = 20,0 kg y m3 = 40,0 kg están apoyados sobre una 
barra horizontal de masa mbarra = 100,0 kg y 
2,0 m de largo, sobre una cuña dispuesta al 
medio de la misma. Las masas m1 y m3 están 
en los extremos de la barra. Se pide: 
a) Diagrama de cuerpo libre. b) Plantee las 
dos condiciones de equilibrio para el sistema 
c) ¿A qué distancia desde el centro se podría colocar la masa m2 para que el sistema se encuentre en 
equilibrio? d) ¿Qué pasaría si m2 tuviera una masa de 14,0 kg? 
 
Problema 9: La barra de 2,0 m de longitud que 
muestra la figura se encuentra sostenida del techo 
por una cuerda atada a uno de sus extremos y 
vinculada por la articulación A con la pared. La 
barra es uniforme, pesa 50,0 N y tiene suspendido 
un peso de 30,0 N a 25 cm del extremo. a) Dibuja 
todas las fuerzas que actúan sobre la barra. b) 
¿Qué fuerza ejerce la cuerda BC sobre la barra? c) 
Calcular las componentes horizontal y vertical 
que ejerce la articulación A sobre la barra. d) 
¿Qué pasaría si se soltara la barra del punto A?, 
¿hacia dónde sería el movimiento? 
 
Problema 10: ¿Cuál es el mayor peso que se puede suspender de un alambre de aluminio de 1,0 mm de 
radio, si el máximo alargamiento permitido es del 0,2 % de su longitud inicial L0 = 1,0 m? El módulo de 
Young del aluminio es 7,0 x10
10
 N/m
2
 
 
Problema 11: Un cartel de señalamiento de 550,0 kg de masa, cuelga del final de una viga de acero en 
posición vertical. La viga tiene un área transversal A de 3,0 x 10
-5
 m
2
. a) ¿Cuál es el esfuerzo ξ (tensión 
unitaria) que soporta la viga? El peso de la viga se considera despreciable. b) ¿Cuál es la deformación 
unitaria D de la viga sabiendo que el módulo de Young es Y= 20,0 x 10
10
 N/m
2
? c) Si la viga mide 2,0 m de 
largo ¿de cuánto será su alargamiento? 
 
25 cm 
A 
30° 
B 
C 
1 
2 
3