Estatica Fuerzas en equilibrio

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ESTÁTICA: 
FUERZAS EN EQUILIBRIO 
 
PRÁCTICO 2 
 
PROBLEMA 1 
Una fuerza horizontal de módulo F = 20 N se mantiene aplicada a la bolita de un péndulo de 
masa m = 1,5 kg suspendida de un hilo de 2 m de longitud. 
 
  = 
20 N
 1,5 kg
 
a) Dibuje todas las fuerzas actuantes sobre la esferita y, por medio del planteo de su 
equilibrio, calcule el ángulo  en el cual se llega al equilibrio. (Considere g  10 N/kg) 
b) Calcule la fuerza que tracciona al hilo. Dibuje la fuerza con la que el hilo tira del techo, y 
la reacción a ésta, indicando quién la ejerce sobre quién. 
c) Muestre que ninguna fuerza que sea perfectamente horizontal podría hacer que el hilo se 
ubique exactamente horizontal, aunque eso pueda conseguirse aproximadamente. 
 
PROBLEMA 2 
Dos individuos tiran de unas cuerdas tratando de mover a una mula testaruda, como se 
muestra en la figura. La intensidad de las fuerzas con las que tiran de las cuerdas son: F1 = 
120 N y F2 = 80 N. 
 
 
PROBLEMA 3 
Un cuerpo que pesa 4000 N está apoyado sobre un plano inclinado que forma 20
o
 con la 
horizontal, como se muestra en la figura. No hay rozamiento entre el cuerpo y el plano, y la 
a) Calcule la fuerza resultante de las fuerzas que aplican 
estos individuos. 
 
b) Calcule la fuerza que tendría que ejercer una tercera 
persona sobre la mula para que la fuerza neta sea cero. 
cuerda AB, paralela al plano, impide el deslizamiento del cuerpo. 
a) Realice un diagrama vectorial, con la escala 1000 N: 1 cm, 
mostrando todas las fuerzas actuantes sobre el cuerpo. El 
diagrama debe mostrar, con el polígono de vectores, cómo se 
componen estas fuerzas y cómo es la resultante, con sus 
valores indicados. 
 
b) Muestre en un diagrama la fuerza que la cuerda aplica a la pared en A, con sus 
componentes normal y tangencial a dicha pared. Calcule el módulo de esas componentes. 
c) Suponiendo que en un determinado instante se corta la cuerda, realice un diagrama 
vectorial, con una escala 1000 N : 1 cm, mostrando todas las fuerzas actuantes sobre el 
cuerpo en esta situación, cómo se componen, y la fuerza resultante sobre el mismo. Obtenga 
el módulo de la resultante a partir del diagrama. 
 
 
PROBLEMA 4 
Considere un cajón de peso P = 200 N, el cual debe ser arrastrado por una persona sobre un 
piso horizontal desde A hasta B (ver figura). 
Dado el rozamiento que se desarrolla entre piso y cajón, se encuentra experimentalmente que 
hay un cierto valor de fuerza, llamémoslo F0, tal que, si se aplica al cajón una fuerza 
horizontal de intensidad F, es necesario que F > F0 para que se produzca el deslizamiento. 
 A B 
a) Estime algún valor posible para F0, para una situación real si el cajón es de madera y está 
sobre un piso de baldosas lisas. Elija la opción que indica mejor lo que usted ha estimado: 
 
El valor F0 de la fuerza 
horizontal mínima necesaria 
para hacer que este cajón 
deslice, debe ser 
aproximadamente igual 
levemente mayor 
considerablemente mayor 
considerablemente menor 
 
 
 que 200 N 
Invente alguna experiencia sencilla para corroborar su elección, realícela, y explique lo 
obtenido. Si sus resultados contradicen sus expectativas reflexione con cuidado, revise todo, 
tanto sus ideas como sus procedimientos. Consulte si es necesario. 
b) Suponiendo una situación en que nadie empuja el cajón, dibuje esquemáticamente todas 
las fuerzas actuantes sobre el mismo y sobre el piso, distinguiendo las que actúan sobre el 
cajón de las que lo hacen sobre el piso. Indique cuál sería la fuerza resultante de las que 
actúan sobre el cajón. 
c) Repita el dibujo de todas las fuerzas actuantes para el caso en que se lo empuja con una 
fuerza horizontal 
1F

 cuya intensidad sea la mitad de F0. Indique cuál sería el valor de la 
fuerza tangencial que se desarrolla entre cajón y piso en esta situación. Indique cuál sería el 
valor de la fuerza resultante sobre el cajón. Indique cuál sería el valor de la fuerza de 
rozamiento. 
 
20
o
 
B 
A 
 
d) Repita el dibujo de todas las fuerzas actuantes para el caso en que se empuja al cajón con 
una fuerza horizontal 
2F

 cuya intensidad sea aproximadamente igual a F0. Indique cuál sería 
el valor de la fuerza tangencial que se desarrolla entre cajón y piso en esta situación. Indique 
cuál sería el valor de la fuerza resultante sobre el cajón. Indique cuál sería el valor de la 
fuerza de rozamiento. 
e) Repita todos los dibujos para el caso en que se aplica una fuerza horizontal F⃗ 3 de 
intensidad igual a 1,5 F0. Indique cuál sería la fuerza resultante sobre el cajón. Indique cuál 
sería el valor de la fuerza de rozamiento. Explique lo que sucedería. 
 
PROBLEMA 5 
Considere un cuerpo de masa m = 60 kg que es arrastrado sobre un plano horizontal a 
velocidad constante de módulo v = 0,80 m/s, tirando horizontalmente con una cuerda; para 
ello se aplica en el extremo B de la cuerda una fuerza de módulo F = 100 N. La fuerza de 
rozamiento tiene un valor tal que se cumplen las condiciones del enunciado. 
 
 
a) Muestre con vectores cualitativos todas las fuerzas actuantes sobre el cuerpo, indicando el 
agente que aplica cada una. Además, teniendo en cuenta que la velocidad se mantiene 
constante, indique si la resultante debe ser nula o no. Si la fuerza no debe ser nula, indique la 
dirección y sentido que debe tener. 
b) Calcule el módulo de cada una de las fuerzas actuantes sobre el cuerpo. Explique cómo 
obtiene el valor de la fuerza de rozamiento. Dibuje un polígono vectorial, con escala 100 N:1 
cm, mostrando cómo todas las fuerzas se componen para dar la resultante que usted indicó en 
el punto anterior. 
c) Realice tres diagramas cualitativos de cuerpo aislado, mostrando en cada uno todas las 
fuerzas actuantes: 
c.1) sobre el cuerpo. 
c.2) sobre el plano. 
c.3) sobre la cuerda.