teoria y problemas fisica (58)

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21. Una partícula de 3[lb] se suelta del reposo en el punto A sobre la 
varilla circular de guía que se muestra en la figura. Si la varilla es 
lisa, determinar la velocidad de la partícula al llegar al punto B. 
La longitud no deformada del resorte es 4 pulgadas y la 
constante del resorte es 20[lb/pulgada].Respuestas. 11.7[pies/s] 
 
22. Un carro carbonero que pesa 60 toneladas parte del reposo en la 
posición que se muestra en la figura y se mueve en descenso 
sobre una pendiente de 2º. La resistencia de las ruedas al 
rodamiento es de 0.001 por la componente normal del peso. 
Determinar la constante de resorte que se requiere en el 
parachoques para detener el carro después de un 
desplazamiento de 15 pulgadas.Respuestas. 193.7 [ton/pie 
 
 
23. Un auto de 4000[lb] está dotado de un sistema de suspensión 
formado por cuatro resortes y cada uno de ellos tiene una 
longitud sin deformar de 10 pulgadas. Suponiendo que la masa 
del auto está ubicada 2 pulgadas arriba del extremo de los 
resortes, como se muestra en la figura, determinar la constante 
del resorte K requerida para que los resortes soporten el peso del 
auto en reposo con una compresión de 5 pulgadas en cada 
resorte.Respuestas. 46.7[lb/pie] 
 
 
24. Se ha diseñado un conjunto de resortes acoplados como parte 
de un amortiguador de choques para utilizarlo para detener el 
movimiento descendente de un émbolo de 20[Kg]. La constante 
de rigidez del resorte interior es de 15[kN/m]. Las longitudes sin 
deformación de los resortes exterior e interior son 0.40[m] y 
0.30[m], respectivamente. Si se suelta el émbolo desde una 
altura de 1[m] arriba del resorte exterior y si la deformación 
máxima permitida del resorte exterior es 0.20[m], determinar la 
constante de rigidez requerida para el resorte exterior. 
 
 
 
 
Respuestas. 8[kN/m] 
 
25. Un peso de 30[lb] se mueve sobre una barra guía lisa vertical. El 
peso se suelta del reposo en la posición que se muestra en la 
figura. Determinar la velocidad cuando se mueve 5 pies hacía 
abajo. Cada resorte tiene una longitud sin deformación de 1.5 
pies y una constante de rigidez de 75[lb/pie]. 
 
Respuestas. 27.5[m/s] 
26. Una caja de cartón con peso Mg se separa de una banda 
transportadora con una velocidad v y pasa sobre una transición 
lisa de arco circular a una superficie lisa inclinada 45º, como se 
muestra en la figura. Determinar la velocidad v que se requiere 
en el transportador para que se mueva la caja hacía arriba de la 
superficie inclinada una distancia H. La velocidad v deberá 
expresarse en función de H, R y g. 
 
 
Respuesta. 
27. Un cuerpo es soltado desde una altura h=5.5[m], baja por el 
plano que forma un ángulo de 45o con la horizontaly tiene un 
coeficiente de rozamiento es de 0.5, da una vuelta por el rizo de 
1[m] de radio sin rozamiento y comprime 0.8[m] al resorte. 
Determinar la masa del bloque para que describa la trayectoria 
descrita y la constante elástica del resorte (K). 
 
28. Una patineta de 2[kg] comprime dos resortes de constantes 
K1=50[N/m] y K2=100[N/m] conectados en serie, cuando el 
bloque se libera se desplaza 5[m] en la superficie con µ=0.5 y 
choca con el sistema de resortes en paralelo cuyas constantes 
son K3=150[N/m] y K4=200[N/m], si las compresiones de los 
[ ]( ) 21222 RRHg -+
 
 
 
resortes son de 0.2[m] y 0.3[m], respectivamente, determinar la 
magnitud y sentido de una fuerza externa. 
 
 
 
29. Un bloque de 0.5[kg] comprime 0.2[m] a un resorte de 
K=100[N/m], si el plano A-B de longitud d=3.0[m] tiene µ=0.3, en 
tanto que el plano inclinado de longitud L=0.8[m] tiene un 
coeficiente de rozamiento de 0.2, calcular cuántas veces debe 
recorrer su trayectoria hasta detenerse. 
 
 
 
30. En el sistema de la figura sólo hay rozamiento en la superficie 
horizontal de 3[m] de longitud (µ=0.2) y en el plano inclinado 
cuya distancia con (µ=0.3), calcular el desplazamientodel bloque 
de 3[kg] en el plano inclinado antes de chocar con el resorte de 
K=5000[N/m] y comprimirlo 0.06[m], considerar que el radio del 
arco es de 1.5[m] y el ángulo 300.