teoria y problemas fisica (36)

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1. Hallar la constante equivalente: 
 
 
2. Hallar la elongación del sistema: 
 
 
c) Los resortes en paralelo están dispuestos de la siguiente 
manera: 
 
1. Hallar la constante equivalente: 
 
 
 
2. Hallar la elongación del sistema: 
 
 
Conclusión. El sistema en serie es más eficiente que el conectado 
en paralelo puesto que, en el primer caso se tiene una elongación 
cuatro veces mayor que en el segundo, aplicando la misma fuerza. 
 
 
3.10. FUERZAS	INERCIALES	
 
Son fuerzas que aparecen en sistemas acelerados, por ejemplo, 
cuando viajamos en un micro y éste frena, nos vamos hacía adelante 
sin que nadie nos haya empujado (sin la aplicación de una fuerza 
externa), es más, no quisiéramos que esa situación suceda ya que 
podemos lastimarnos o en el mejor de los casos, hacer el ridículo, sin 
embargo ocurre. ¿Y que pasa cuando subimos a un ascensor?, te 
diste cuenta de que cuando empieza a subir sientes como si te 
pegaras al piso (como si una fuerza te empujara hacía abajo) y si 
empiezas a bajar te sientes ligero, como que te estuvieras separando 
del piso un poquito (como si una fuerza te empujara hacía arriba)? 
¿qué tienen en común estos tres casos y por qué ocurre el fenómeno 
señalado? 
 
En el primero, el micro está frenando, es decir, tenía una velocidad 
que luego desaparece, su velocidad por tanto ha variado y en esas 
circunstancias se tiene una aceleración. Lo mismo ocurre en los 
otros dos casos, porque cuando te subes a un ascensor, ya sea que 
éste vaya a subir o bajar, parte del reposo y va adquiriendo velocidad, 
es decir, el sistema está acelerando. en los tres casos tenemos 
sistemas acelerados. 
La fuerza que experimentamos en la situación anterior no se da por el 
contacto entre dos cuerpos, aparece solamente debido a la 
aceleración que experimenta el sistema y desaparecerá cuando 
esa aceleración deje de actuar. Esta fuerza puede ser calculada 
como: 
 F = - Ma (3.16) 
donde: 
F = fuerza inercial. 
M = la masa que experimenta esta fuerza. 
a = aceleración del sistema. 
 
El primer caso corresponde a un estudiante que se encuentra parado 
en un micro que frena. El segundo y tercer casos, a una persona 
parada sobre una balanza dentro de un ascensor. Debe notarse que, 
en los tres casos vistos, las Fuerzas Inerciales actúan en sentido 
contrario al de la aceleración. Esto ocurre ¡SIEMPRE! 
 
Ejemplo 3.27. Sobre el piso de un ascensor, se colocó una balanza 
diseñada para medir el peso. En el ascensor y parado sobre una 
balanza se encuentra Makko que tiene una masa de 60[kg]. 
Determinar el peso del muchacho en las siguientes situaciones: 
1.- Cuando el ascensor se encuentra en reposo. 
2.- Cuando el ascensor sube con aceleración de 4[m/s2]. 
3.- Cuando el ascensor sube a velocidad constante de 10[m/s]. 
4.- Cuando el ascensor baja con aceleración de 4[m/s2]. 
5.- Cuando se rompe el cable del ascensor y desciende en caída 
libre. 
 
Estrategia de Resolución: Se hará el DCL para todos los casos 
teniendo en cuenta que las fuerzas que actúan son el peso del 
estudiante y la fuerza normal (peso aparente) ejercida por la balanza 
sobre Makko. 
1. Dibujar el DCL para Makko. 
 
2. Aplicar SF = 0 (el sistema está en reposo). 
 
 
 
 
 
3. Hallar el peso aparente, es decir, la normal. 
 
 
 
4. Dibujar el DCL. 
 
5. Aplicar SF = 0 (el sistema está en reposo) 
 
6. Hallar el peso aparente, es decir, la normal 
 
 
7. Dibujar el DCL. 
 
8. Aplicar SF = 0 (el sistema está en reposo): 
 
9. Hallar el peso aparente, es decir, la normal 
 
10. Dibujar el DCL. 
 
11. Aplicar SF = 0 (el sistema está en reposo): 
 
12. Hallar el peso aparente, es decir, la normal 
 
13. Dibujar el DCL. 
 
14. Aplicar SF = 0 (el sistema está en reposo): 
 
15. Hallar el peso aparente, es decir, la normal: