Física Aplicada - Diseño Industrial

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN JUAN 
CARRERA: DISEÑO INDUSTRIAL 
DEPARTAMENTO: DISEÑO INDUSTRIAL 
ÁREA: CIENCIA, TECNOLOGÍA Y PROCESOS PRODUCTIVOS 
CÁTEDRA: FÍSICA APLICADA 
RÉGIMEN: SEMESTRAL 
NIVEL DE EVALUACIÓN: Certificación definitiva y 
Examen Final 
CARGA HORARIA: 60 horas 
CLASES: Jueves 8.00 a 12.00hs 
PROFESORES: 
Arq. María Cecilia Gil 
Arq. Raúl Polentarutti 
Arq. Horacio Vives 
 
 
 
 
 
 
 
 
FÍSICA APLICADA - GUÍA DE EJERCICIOS 
 
2020 
GUÍA DE EJERCICIOS 2020 
FÍSICA APLICADA - Diseño Industrial. FAUD - UNSJ 2 
 
GUÍA DE EJERCICIOS: 
CINEMÁTICA 
Ejercicio N° 1: 
Un vehículo se desplaza a 86km/h. Expresa dicha velocidad en: km/s; m/s; cm/s. 
Realizar las gráficas v-t y x-t 
Ejercicio N° 2: 
Una moto recorre 120km en 1h 23min 12 s, ¿cuál es su velocidad en km/s? 
Ejercicio Nº 3: 
El gráfico de este ejercicio representa la posición de un au-
tomóvil, contada a partir del origen cero de la carretera, en 
función del tiempo. 
a) ¿Cuál es la posición del auto al principio del movimiento 
(t=0)? 
b) ¿Cuál era en el instante t= 1h? 
c) ¿Qué velocidad desarrolló en esta primera hora de viaje? 
d) ¿En qué posición y durante cuánto tiempo permaneció 
parado? 
e) ¿Cuál es su posición a las 4 horas de viaje? 
f) ¿Cuál es su velocidad en el viaje de regreso? 
 
RESOLUCIÓN 
a) Cuando t=0 d=50km. Al inicio del viaje el auto se encontraba a 50km del inicio 
de la carretera. 
b) Para t=1h d=120km. 
c) Desarrolló una distancia igual a 70km en un tiempo de 1 hora. 
d) El auto permaneció parado durante 1hora en el kilómetro 120. 
e) En el tiempo t=4hs la distancia es cero. En ese instante el auto se encontraba 
en el kilómetro cero. 
f) El viaje de regreso se hace en un tiempo de 2 horas y recorre una distancia de 
120km. Como el auto se mueve en sentido negativo se tiene: 
Ejercicio Nº 4: 
La siguiente tabla nos proporciona, para varios instantes, los valores de la velocidad de 
un cuerpo que se desplaza en línea recta. 
t (s) 1 2 3 4 5 
v (m/s) 5 8 11 14 17 
a) ¿De qué tipo es el movimiento del cuerpo? 
b) ¿Cuál es el valor de su aceleración? 
c) ¿Cuál es la velocidad del cuerpo en el instante t=0? 
d) ¿Cuál es la distancia que recorre el cuerpo desde el inicio hasta los 4s? 
Ejercicio Nº 5: 
Un chico se deja deslizar por un tobogán, adquiriendo una aceleración de 8 m/s² durante 
1/20 de minuto. Calcular la longitud del tobogán en metros. 
 
hkm
h
km
t
d
v /70
1
70

hkm
h
km
v /60
2
120



GUÍA DE EJERCICIOS 2020 
FÍSICA APLICADA - Diseño Industrial. FAUD - UNSJ 3 
 
st
sm
smsm
g
vv
ttgvv
of
of
28,2
/8,9
/15/43,37
*
2





smvm
s
m
s
mv
hgvv
ff
if
/43,3760*8,9*215
**2
22
2
22
22


Ejercicio Nº 6: 
Un auto circula con una velocidad de 10m/s en el momento en que el conductor pisa el 
acelerador. Esto ejercerá sobre el auto una aceleración constante que aumenta su ve-
locidad a 20m/s en 5 segundos. Considere t=0 el instante en que el conductor pisa el 
acelerador. De manera que: 
a. ¿Cuál es la aceleración del automóvil? 
b. Suponiendo que el auto mantuviese esta aceleración hasta el instante t=10s, ¿cuál 
es la velocidad en este momento? 
c. ¿Cuál es la distancia recorrida por el auto desde el inicio de la aceleración hasta el 
instante t=10s? 
 
RESOLUCIÓN 
a) En el instante t=0 tenemos vo=10m/s, y en el instante t=5s, se tiene que v= 20m/s. 
Entonces, reemplazamos: 
 
b) Empleamos la siguiente ecuación: 
 
c) La distancia recorrida la calculamos por la siguiente ecuación: 
Ejercicio Nº 7: 
Un automóvil se desplaza a una velocidad de 12 m/s. En un instante t=0 el conductor 
aplica los frenos, haciendo que el auto adquiera un movimiento uniformemente retar-
dado, con una aceleración cuyo valor numérico es 1 m/s2. Calcule la velocidad del auto 
después que recorre una distancia de 40m a partir del inicio del frenado. 
Ejercicio Nº 8: 
Una persona parada en un puente que esta a 60 m de altura sobre un río, arroja una 
piedra hacia abajo con una velocidad de 54 km/h. Calcular: 
a) la velocidad con que choca contra el río 
b) el tiempo que tarda en caer. 
 
RESOLUCIÓN 
h=60m Caída libre 
vo=54km/h=15m/s 
vf= ? 
t= ? 
a) 
 
 
 
b) 
 
2
o
s/m2as5*as/m10s/m20
t*avv


s/m30vs10*s/m2s/m10v
t*avv
2
o


m200s10*s/m2*
2
1
s10*s/m10d
t*a*
2
1
t*vd
222
2
o


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FÍSICA APLICADA - Diseño Industrial. FAUD - UNSJ 4 
 
wsrad
sT
w  /1,0
60
14,3*22
vscm
s
cm
scmcmsradRwv


/2,0
60
2*14,3*2
T
R2
=v
:obtener puede se tambien o
/2,02*/1,0*

 
cc ascm
cm
scm
R
v
a  2
22
/02,0
2
/2,0
Ejercicio Nº9: 
Se lanza hacia arriba verticalmente una pelota con una velocidad inicial de 40 m/s. 
Calcular 
a) la altura máxima alcanzada 
b) el tiempo que tarda entre salir y llegar 
 
Ejercicio Nº10: 
El segundero de un reloj tiene 2cm de longitud. Determine, para un punto en el extremo 
libre de la manecilla: 
a) el período de rotación 
b) la velocidad angular 
c) la velocidad lineal o tangencial 
d) la aceleración centrípeta 
e) la aceleración tangencial 
 
RESOLUCIÓN 
a) La aguja de los “segundos” de un reloj efectúa una vuelta completa en 60s (1 mi-
nuto). Así el período de cualquier punto de esta aguja es de T = 60s 
b) Cualquier punto de la aguja describe un ángulo de 2rad en un tiempo de T = 60s. 
Así la velocidad angular de cualquier punto de la manecilla será : 
 
 
 
c) Como el punto de la extremidad describe una circunferencia de radio R = 2cm, tene-
mos : 
 
 
 
 
 
d) Aparece aceleración centrípeta debido al cambio de posición del vector velocidad. 
 
 
 
e) Como el movimiento de la manecilla es uniforme, el módulo de la velocidad lineal del 
punto de la extremidad no varía y, por lo tanto su aceleración tangencial es nula. 
Ejercicio N° 11: 
Considere las ruedas dentadas A y B de una bicicleta. Si puede trate de realizar las 
observaciones en una bicicleta que se encuentre a su alcance. Así podrá ver que el 
engranaje B está unido con la rueda trasera C, y gira junto con ella cuando un ciclista 
pedalea. 
Suponga que esto sucede. Analice y determine las siguientes opciones: 
a) La velocidad lineal de un punto en la periferia de A, es mayor, menor o igual que la 
de un punto en la periferia de B. Por favor, defina primero lo que entiende por velo-
cidad lineal. 
b) La velocidad angular de A es mayor, menor o igual que la velocidad angular de B. 
Para ayudarse mejor, conceptualice por escrito su interpretación de velocidad angu-
lar. 
c) La velocidad angular de B es mayor, menor o igual que la velocidad angular de C. 
 
 
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kgFc
kg
s
mx
m
skg
Rwm
R
v
mFc
m
skkg
sm
kg
g
P
mgmP
acsmm
s
radRw
R
v
ac
01,1
01,175,6
.
15,0**
.
15,0
/8,9
15
*
/75,675,0*3*
2
2
2
2
2
2
2
2
2
22
2




 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
d) ¿Cómo era la relación entre velocidad angular y lineal que tenían las bicicletas anti-
guas con las ruedas de distinto tamaño? 
e) ¿Qué otro aspecto relacionado con el movimiento circular cree que es distinto? 
 
Ejercicio Nº12: 
Un bloque de hierro que pesa 1,5 kg está atado al extremo de una cuerda de 75cm de 
largo, y describe una circunferencia horizontal a razón de 3rad/s. Calcular: 
1. la aceleración centrípeta de dicho bloque 
2. la fuerza centrípeta 
 
RESOLUCIÓN 
P = 1,5kg R = 0,75m w = 3 rad/s 
ac = ? Fc = ? 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejercicio Nº 13: 
Una piedra de 2 kgf se desliza sobre un piso helado con una velocidad de 45 m/s 
deteniéndose en 12 s. Calcular la fuerza retardadora que actúa sobre la misma. 
Ejercicio Nº 14: 
Un cuerpo cuyo peso es de 60 kg fuerza, está apoyado sobre un plano inclinado que 
forma un ángulo de 20º con la horizontal. Si se tira del cuerpo hacia arribacon una 
fuerza de 294N paralelamente a dicho plano. ¿Cuál será la aceleración en m/s² que 
adquiere ese cuerpo? 
 
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mxxRyFFM
Rx
Ry
invtg
kgRRR
kgFFFy
kgFFFFx
GGYY
YX
YY
XX
34.6.2.
3,32
93,0
5,0
79,0
31
22
31
321









ESTÁTICA 
 
Ejercicio N° 15: 
Hallar la resultante del siguiente sistema de fuerzas en forma gráfica y analítica. 
 
 F1= 5kg 
 
 
 30º F2= 7kg 
 30º 
 F3= 4kg 
 2m 6m 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejercicio Nº 16: 
Si los niños que están en los columpios tienen el mismo 
peso. ¿Cuál de los dos columpios tiene mayor probabi-
lidad de romperse? Justifique. 
Ejercicio N° 17: 
Un bloque cuyo peso es P= 100kg se encuentra en reposo sobre un plano inclinado, 
siendo el ángulo  = 30º. 
a) ¿Cuál es el valor de la componente PN del peso del bloque, en la dirección perpendi-
cular al plano? 
b) ¿Cuál es el valor de la reacción normal N del plano sobre el bloque? 
c) ¿Cuál es el valor de la componente PT del peso del bloque en la dirección paralela al 
plano? 
d) ¿Cuál es el valor de la fuerza de fric-
ción estática que el plano ejerce sobre 
el bloque? 
e) Si se conociera el valor de e entre el 
bloque y el plano, ¿cómo calcula el va-
lor de la fuerza fe? 
f) Suponga que una persona empieza a 
empujar el bloque con una fuerza F 
creciente paralela al plano y dirigida 
hacia abajo. Siendo e = 0.70 el calor 
del coeficiente de fricción estática en-
tre el plano y el bloque, ¿para qué va-
lor de F comenzará el cuerpo a des-
cender por el plano? 
 
 
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RESOLUCIÓN 
a) El ángulo entre P y PN es igual al ángulo  del plano inclinado, porque sus lados son 
perpendiculares entre sí. PN es el cateto adyacente de , y que P es la hipotenusa; 
entonces podemos escribir: PN = P* cos = 100*cos 30º = 87kg 
b) Como el bloque esta en reposo, podemos decir que N y PN se equilibran. (Por lo tanto, 
la compresión del bloque sobre el plano es también de 87kg) Es decir: 
N = PN = 87kg 
 
c) El valor de PT es igual al del cateto opuesto al ángulo  entonces: 
 PT = P* sen = 100*sen 30º = 50kg 
d) La componente PT tiende a hacer que el bloque descienda por el plano. Como per-
manece en reposo decimos que la fuerza de fricción estática fe esta equilibrando a 
PT. fe = PT, de donde fe = 50kg 
e) fe = e N. Esa relación nos permite calcular la máxima fuerza de fricción estática, es 
decir cuando el rozamiento alcanza su máximo valor. 
f) Cuando el movimiento del cuerpo sea inminente, la fuerza de fricción sobre el bloque 
habrá alcanzado su valor máximo. Sabemos que: fe = e N. Entonces: feM = 0.70 x 
87kg feM = 61kg. En esta situación, como el cuerpo todavía esta en equilibrio, feM 
esta equilibrando a PT y a la fuerza F ejercida por la persona. Por consiguiente: 
feM = PT + F  61 = 50+F, de donde F = 11kg 
Ejercicio N°18: 
Es un hecho bien conocido que la Tierra ejerce una fuerza de atracción sobre la Luna. 
Por la tercera Ley de Newton podemos concluir que la Luna también atrae a la Tierra. 
La figura de este ejercicio muestra fuerzas de interacción entre la Tierra y la Luna. Hay 
un error grave en este dibujo. Diga cuál es y por qué. 
 
 
 
 
 
F1 es la fuerza con que la Tierra atrae a la Luna, y F2 es la fuerza con que la Luna atrae 
a la Tierra. El error es que ambas fuerzas deben ser iguales (y de sentido contrario) 
 
TRABAJO Y ENERGÍA 
Ejercicio Nº 19: 
Una locomotora de un tren de carga ejerce una fuerza constante de 49000 N sobre el 
tren, mientras lo arrastra sobre una vía horizontal a una velocidad de 40 km/h. Calcular: 
a) el trabajo realizado por la locomotora en un recorrido de 1 km 
b) el tiempo empleado. 
Ejercicio Nº 20: 
Una persona arrastra un cuerpo sobre una 
superficie horizontal, ejerciendo sobre él una 
fuerza de 10N. Si el cuerpo se desplaza del 
punto A al B, cuya distancia es de 4m: 
a) ¿Cuál es el valor del ángulo  entre la 
fuerza F y el desplazamiento del cuerpo? 
b) ¿Cuál fue el trabajo realizado por la per-
sona? 
c) Suponiendo que existe una fuerza de fricción f = 2,5N que actúa sobre el bloque, 
calcule el trabajo de la fuerza de fricción. 
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Ejercicio Nº 21: 
Un trabajador en una construcción sube, con velocidad cons-
tante, un cuerpo cuya masa es de 20 kg masa hasta una altura 
de 3m en un tiempo de 10 segundos. 
a) ¿Cuál es el valor de la fuerza F que el trabajador debe ejercer 
para que el cuerpo suba con velocidad constante 
b) ¿Cuál es el trabajo mecánico que realiza el trabajador en esta 
operación? 
c) ¿Cuál es la potencia que desarrolla el trabajador? 
 
RESOLUCIÓN 
a) Si el movimiento de subida del cuerpo se efectúa con velocidad constante, la resul-
tante de las fuerzas que actúan sobre él deben ser nulas. Entonces, la fuerza F ejer-
cida por el trabajador, debe ser igual y contraria al peso del cuerpo: 
 
b) Sabemos que T = F*d*cos. En éste caso, F será la fuerza ejercida por el operario 
que se transmite a través de la cuerda hasta el cuerpo, actuando sobre él en dirección 
vertical hacia arriba. 
 
c) La potencia está definida como el trabajo realizado por el trabajador respecto del 
intervalo de tiempo empleado: 
Ejercicio Nº22: 
Un cuerpo que pesa 15 kg fuerza cae libremente desde una altura de 5 m. Calcular: 
a) La energía cinética del cuerpo en el momento de tocar el suelo. 
b) Demostrar que es igual a la energía potencial que tenía dicho cuerpo antes de caer. 
 
RESOLUCIÓN 
Datos: 
P =15kg.=147N 
h = 5m 
a) 
b) 
Ejercicio Nº 23: 
Un cuerpo se desplaza 20m por acción de una fuerza que forma un ángulo de 60º con 
el sentido y dirección de desplazamiento y que actúa durante 8 minutos. La potencia 
desarrollada es de 540Watt. Calcular: 
a) La intensidad de esa fuerza 
b) El trabajo desarrollado en Kwh 
 
N196s/m8,9*kg20F
g*mF


J588º0cos*m3*N196cos*d*FT 
Joule735s/m98*
s/m8,9
N147
*
2
1
E
s/m98m5*s/m8,9*2h*g*2v
v
g
P
2
1
v*m*
2
1
E
22
2c
2222
22
c



p
2
c Eh*g*mh*g*2*m*
2
1
v*m
2
1
E 
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FÍSICA APLICADA - Diseño Industrial. FAUD - UNSJ 9 
 
0.80 0.80 0.60
P1
B
q
A
P1P2 P1 P2
0.800.800.60
RESOLUCIÓN 
a) 
b) 
Ejercicio Nº 24: 
Una estufa eléctrica de 2,5 kw de potencia permanece encendida 5 h. Calcular su costo 
sabiendo que 1 kw cuesta $ 0,25. 
 
RESOLUCIÓN 
El kwh es una unidad de trabajo. 
El kw en una unidad de potencia. 
 
 
ESTRUCTURAS RESISTENTES 
Ejercicio N25: 
Analice en el siguiente objeto los elementos estructurales que lo componen. Primero 
realice un gráfico esquemático de la viga en la cual apoyan los asientos y mesas. A 
continuación proceda a: 
a) Analizar y determinar las cargas que están actuando sobre la viga. 
b) Determinar gráfica y analíticamente las reacciones. 
c) Graficar los diagramas característicos. 
d) Indicar en la gráfica la posición del momento 
máximo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
N
d
tW
F
t
dF
W
25920
cos*
*
cos**




KwhJdFT
JKwh
14,04,518*
000.600.31


125,3$kwh5,12
25,0$kwh1
kwh5,12h5*kw5,2T
t*WT 
t
T
W




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a) q= peso propio de viga = metal * área = 7200kg/m3 * 0,05*0,02=7,2kg/m 
P1 = peso asiento + peso persona = 20kg. + 150kg. = 170kg. 
P2 = peso de la mesa + sobrecarga = 10kg. + 100kg. = 110kg 
 
a) Cálculo de reacciones 
 
 
c) Solicitaciones por tramos Esfuerzo de corte 
 
Continúa en forma simétrica 
 
Momento flector 
 
 
verifica0RBRAQP3P2y
simetríapor RBRA
kg84,380
2,3
6,3*1104,2*1706,1*1708,0*1704,0*1106,1*68,31
RB
06,3*P2,3*RB4,2*P6,1*P8,0*P4,0*P6,1*QM
12
21112A







simétrica formaen Continúa
kgm87,235M2,2x
kgm61,165M4,1x
)4,1x(P)6,0x(RA)2,0x(P
2
x
qM
2,2 x 1,4 
kgm61,165M4,1x
kgm29,45M6,0x
)6,0x(RA)2,0x(P
2
x
qM
1,4 x 0,6 
kgm29,45M6,0x
kgm144,0M2,0x
)2,0x(P
2
x
qM
0,6 x 0,2 
kgm144,0M2,0x
0M0x
2
x
qM
0,2 x 0 
F
E
12
2
EF
E
A
2
2
AE
A
D
2
2
DA
D
C
2
CD
















kg85T2,2x
kg92,90T4,1x
PRAPqxT
2,2 x 1,4 
kg76,260T4,1x
kg68,266T6,0x
RAPqxT
1,4 x 0,6 
kg68,105T6,0x
kg44,111T2,0x
PqxT
0,6 x 0,2 
kg44,1T2,0x
0T0x
qxT
0,2 x 0 
F
E
12EF
E
A
2AE
A
D
2DA
D
C
CD
















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A B
q
Esfuerzo Normal 
 
N = 0 en todos los tramos ya que no hay fuerzas horizontales. 
 
 
b) Momento máximo 
MF = 236,18kgm 
 
 
 
c) Diagramas 
 
 
 
 
 
 
Momento 
 
 
 
Corte 
 
 
 
 
 
Ejercicio Nº26: 
Analizar en el siguiente objeto los elementos estructurales que lo componen. 
Considere que se trata de un pórtico. A continuación proceda a: 
a) Analizar las cargas que están actuando sobre la viga. 
b) Determinar las reacciones con la ayuda de las tablas. 
c) Graficar los diagramas característicos. 
d) Indicar en la gráfica la posición del momento máximo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) q = peso propio de la mesa + sobrecarga 
900 kg/m3 * área (1,80*0,025) + 200 kg/m = 240,5 kg/m 
 
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FÍSICA APLICADA - Diseño Industrial. FAUD - UNSJ 12 
 
b) Cálculo de reacciones 
c) Cálculo de solicitaciones 
Momento flector 
Esfuerzo de corte 
Esfuerzo Normal 
 
d) Diagramas 
 
Momento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Corte 
Esfuerzo Normal 
 
 
 
verifica 0QRBRAy
simetríapor RARB
kg05,120
8,1
9,0Q
RB
080,1RB9,0*QM
0x
A










0M
0,75 x 0 
 
0M8,1x
kgm82,10M9,0x
0M0x
2
x
qx*RAM
1,8 x 0 
0M
0,75 x 0 
d/BD
D
max
C2
CD
AC









0T
kg25,120T8,1x
0T9,0x
kg25,120T0x
x*qRAT
1,8 x 0 
0T
d/DB
D
C
CD
d/BC







kg25,120RBN
0T
kg25,120RAN
d/DB
CD
AC



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d) Momento máximo 
Mmax = 10,82kgm 
 
Ejercicio Nº27: 
Analizar en el siguiente objeto los elementos estructurales que lo componen, dividién-
dolo para su análisis en tres partes: 
A- Sector de columpios (viga en la que apoyan los dos columpios considerada 
como simplemente apoyada) 
B- Tobogán (considerada como una viga simplemente apoyada inclinada) 
C- Sector de descanso donde se paran los niños (también considerada como ta-
blas apoyadas sobre una viga simplemente apoyada que se vinculan a las co-
lumnas) 
Para cada caso proceda a: 
a) Determinar las dimensiones y 
forma de cada uno de los ele-
mentos de acuerdo a su criterio y 
lo que observa en la grafica 
b) Analizar las cargas que están ac-
tuando sobre la viga. 
c) Determinar las reacciones 
d) Graficar los diagramas característicos. 
e) Indicar en la gráfica la posición del momento máximo. 
 
Ejercicio N28: 
Considere que cada estantería de la figura se encuentra 
empotrada en el elemento vertical. 
a) Realice un esquema estructural de la misma 
b) Proceda al análisis de cargas 
c) Determine las reacciones en el empotramiento: Rx, Ry y M 
d) Grafique las solicitaciones características 
e) Indique posición del momento máximo. 
 
 
Ejercicio Nº29: 
En la viga analizada en el ejercicio 25 proceda ahora a dimensionarla, considerando que 
la misma es circular y metálica. Utilice las tablas y busque la información y datos que 
necesite. 
 
Ejercicio Nº30 
Analice una bicicleta y responda: 
1) ¿Cómo estaría formada la estructura principal de la 
bicicleta? Esquematice sus partes e identifíquelas 
dentro de la clasificación mencionada en la clase an-
terior según su geometría. 
2) Considere ahora el cuadro de la bicicleta. ¿qué tipos 
de cargas actúan sobre él? Analice las característi-
cas de ellas. 
3) Para poder dimensionar el cuadro de la bicicleta, y que el mismo sea resistente, o 
bien para verificar que el mismo es capaz de resistir las cargas a las que está some-
tida, lo primero que debe hacer es conocer el valor o magnitud de las cargas. ¿Cómo 
lo haría? Proceda a establecer la magnitud de cada una de las cargas determinadas 
anteriormente. 
 
 
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Ejercicio Nº31: 
Un semáforo esta sostenido por un sistema que consta de 
un brazo horizontal y un cable inclinado, según se observa 
en la figura. En el punto A actúan las siguientes fuerzas: el 
peso del semáforo cuyo valor es P=20kg. ; la fuerza T del 
cable, y la fuerza F de reacción del brazo sobre el cable. 
Recordando que el sistema está en equilibrio; determine: 
a) los valores de T y F. 
b) las tensiones normales a las que está sometida el ca-
ble y la barra si: 
 el cable tiene 5mm de radio, 
 la barra es rectangular de 2 x 5cm. 
 
 
MECÁNICA DE LOS FLUIDOS 
Ejercicio Nº32: 
Determinar el peso específico y las densidades del aluminio si 10 dm3 pesan 27 kg 
fuerza. Trabajar en unidades del sistema SIMELA. 
Ejercicio Nº33: 
Calcular la presión en Pa que ejerce sobre la mesa un libro que pesa 4,2 N, el cual está 
apoyado sobre un rectángulo cuyas aristas mide 30 y 18 cm, respectivamente. 
Ejercicio Nº34: 
La figura de este ejercicio muestra a un niño que levanta a un automóvil con ayuda de 
un elevador hidráulico. El automóvil pesa 800 kg y descansa en un pistón cuya área A 
= 2000 cm2. Determine el valor de la fuerza f que el niño está ejerciendo, sabiendo que 
el área del pistón que empuja es de 25 cm2. 
 
RESOLUCIÓN 
F = 800kg. 
A = 2000cm2 
a = 25cm2 
 
 
Ejercicio Nº35: 
Calcular la diferencia de presiones que existe entre un punto ubicado a 6m de profun-
didad, con respecto a otro, situado a 10 m de profundidad bajo el nivel del mar, en una 
zona donde el peso específico es de 1,04 x 103 kg/m3 
 
RESOLUCIÓN 
h1 = 6m 
h2 = 10m 
 = 1,04*103kg./m3 
kg10
cm2000
cm25*kg800
f
A
a*F
f
a
f
A
F
2
2


Pa40768m/N40768m/kg4160p
m)610(*m/kg10*04,1p
)hh(*p
22
33
12



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Ejercicio Nº36: 
En dos vasos comunicantes se vierte agua y mercurio. Si la altura alcanzada por el agua 
en una de las ramas es de medio metro; calcular la altura que alcanzó el mercurio en la 
otra rama. 
Densidad relativa del agua = agua = 1 
Densidad relativa mercurio = Hg = 13,6 
RESOLUCIÓN 
CALOR Y TEMPERATURA 
Ejercicio Nº37: 
Se desea conocer la temperatura: 
a) en ºC de 0 ºF 
b) del cuerpo humano en ºF, suponiendo una media de 36,9 ºC. 
 
RESOLUCIÓN 
a) 
 
b) 
Ejercicio N38: 
Los cables conductores del alumbrado eléctrico son de cobre. Si los postes están sepa-
rados 25 m entre sí y los alambres tensos un día de invierno a la temperatura de -5C, 
calcular: 
a) el alargamiento que resultó en un día de verano con una temperatura de 30C. 
b) la longitud final de los cables. 
 
RESOLUCIÓN 
Lo = 25m to = -5ºC tf = 30ºC 
a) 
b) 
Ejercicio N39: 
Un termómetro cuya masa es de 30 g contiene 50 g de mercurio. Calcular la capacidad 
calorífera del conjunto en J/C. 
 
cm68,3
cm/g6,13
cm/g1*m50
h 
*h
h
ah
h
 
h
h
3
3
hg
hg
aa
hg
hg
hg
a
1
2
2
1










Fº0Cº8,17Fº32*Fº9
Cº5
)Fº32Fº0(*
9
5
Cº
)Fº32F(º
Fº180
Cº100
Cº
Fº180
Cº100
Fº32Fº212
Cº0º100
Fº32Fº
º0Cº









Cº9,36Fº42,98)Fº32Cº9,36(*
Cº5
Fº9
Fº 
mm16m016,0C)º530(*C/º110*18*m25L
t**LL
5
cuo



2
of cm456,316000456,1603LLL 
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s.C.ºcm
cm.cal
02,0
2
s.C.ºcm
cm.cal
0068,0
2
C/ºJ02,32CJ186,4cal1
Cº
cal
65,7CCC
Cº
cal
0,6
C*ºg
cal
20,0*g30C
Cº
cal
65,1
C*ºg
cal
033,0*g50C
m*CC
m
C
C
total
vhgtotal
v
hg
ee





RESOLUCIÓN 
Ce= calor específico 
m= masa 
C= capacidad calorífica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejercicio N40: 
Un bloque metálico se encuentra inicialmente a una temperatura de 20ºC. Al recibir una 
cantidad de calor de Q=330cal, su temperatura se eleva a 50ºC 
a) ¿Cuál es el valor de la capacidad térmica del bloque? 
b) Extraiga conclusiones sobre lo ocurrido. 
Ejercicio N41: 
Un plato de vidrio se encuentra a temperatura ambiente aproximadamente a 25ºC, 
luego se vuelca sobre el interior del mismo una porción de fideos a una temperatura de 
50ºC. La sección a atravesar por el calor es de 0,038cm2 y su espesor es de 0,04cm. 
a) Calcular la cantidad de calor que fluye a través del plato durante 2 minutos. 
b) ¿Y si el plato fuera de polipropileno? 
 
Coeficiente de conductividad térmica del vidrio: 
 
Coeficiente de conductividad térmica del polipropileno: 
Ejercicio N42: 
Calcular la cantidad de calor necesaria para convertir 50gr. de hielo de –20ºC en vapor 
de 120ºC. 
 
RESOLUCIÓN 
 
1º calculo la cantidad de calor Q1 para pasar de –20ºC a 0ºC, la masa de 50gr. De hielo. 
2º calculo Q2, para poder fundir hielo a 0ºC en agua a 0ºC empleando el calor latente 
de fusión del hielo (80 cal/gr) 
3º calculo Q3 para calentar 50gr. De agua de 0ºC a 100ºC usando Ce agua = 1cal/ºC*gr 
 
4º calculo para vaporizar el agua de 100ºC, convirtiéndola en vapor de 100ºC. 
(CLv=540cal/gr) 
calorías500º20*gr50*
gr*Cº
cal
5,0t*m*CeQ HiHi1 
calorías4000gr50*
gr
cal
80m*ClQ
f2 
calorías5000º100*gr50*
gr*Cº
cal
1t*m*CeQ aa3 
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5º para elevar la temperatura del vapor de 100ºC a 120ºC, usamos el calor específico 
del vapor de agua = 0,5cal/ºC*gr 
 
La suma total de las Qi será el calor necesario para transformar 50 gramos de hielo 
desde –20ºC a vapor de 120ºC. 
 
 
ELECTRICIDAD 
Ejercicio N43: 
Dos cargas puntuales negativas, cuyos módulos son Q1= 4,3 C y Q2=2,0 C, están 
situadas en el aire y separadas una distancia r= 30cm. 
a) Grafique la fuerza que Q1 ejerce sobre Q2. 
¿Cuál es el valor de esa fuerza? 
b) Dibuje la fuerza que Q2 ejerce sobre Q1. ¿Cuál 
es el valor de esa fuerza? 
 
RESOLUCIÓN 
a) Q1 repele a Q2. La fuerza F2 sobre Q2 apunta a la derecha. 
Como: 
Aplicando la Ley de Coulomb: 
b) Q2 también repele a Q1. Luego, la fuerza F1 sobre Q1 está dirigida hacia la izquierda. 
F1 y F2 constituyen un par de acción y reacción. Por lo tanto . F1 = F2 =0,86N. 
 
Ejercicio N44: 
Sobre una carga de 5 C actúa una fuerza de 2 N. ¿Cuál es la intensidad del campo 
eléctrico en ese punto? 
Ejercicio N45: 
Para trasladar una carga de 10 C desde un punto A a otro B se necesita un trabajo de 
60 J ¿Cuál es la diferencia de potencial entre esos puntos del campo eléctrico? 
Ejercicio N46: 
Suponga que una lámpara incandescente se conecta a un tomacorriente de 120 V, y se 
enciende durante una hora. 
a) Si cada segundo pasa una carga de 1,0C por el foco, ¿cuál es el valor de la carga 
total que pasó a través de ella? 
b) ¿Cuánto vale el trabajo realizado sobre esta carga por el campo eléctrico existente 
entre las terminales del contacto? 
calorías27000gr50*
gr
cal
540m*ClQ v4 
calorías500º20*gr50*
gr*Cº
cal
5,0t*m*CeQ v5 
kc 37 o calorías 370005002700050004000500Q
QQQQQQ
T
54321T


m30,0cm30r
C10*0,2C0,2Q
C10*3,4C3,4Q
6
2
6
1





N86,0
30,0
)10*0,2(*)10*3,4(
10*9
r
Q*Q
kF
2
66
9
2
21
o2 

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RESOLUCIÓN 
a) Como 1 hora es igual a 3600 segundos, es claro que la carga total que pasó por la 
lámpara fue q= 3600C 
b) 
Ejercicio N47: 
Una plancha eléctrica tiene una resistencia de 60 . Calcule: 
a) Cuál es la intensidad de la corriente cuando se la conecta a una línea de 220 V. 
b) A qué diferencia de potencia se debe conectar dicha plancha para que circule una 
carga de 60 C en 30 segundos. 
 
RESOLUCIÓN 
a) 
b) 
 
 
Ejercicio N48: 
La figura de este ejercicio muestra dos lámparas, cu-
yos filamentos poseen resistencias R1 y R2, conec-
tadas a los polos de una batería. Observando la fi-
gura, responda: 
a) La corriente que pasa por R1 ¿es mayor, menor o 
igual a la que pasa por R2? 
b) El valor de la resistencia R1 ¿es mayor, menor o 
igual a la de la resistencia R2? 
c) ¿Cuánto vale el voltaje existente entre los polos 
de la batería? 
RESOLUCIÓN 
a) Como las lámparas están conectadas en serie sabemos que la corriente que pasa en 
R1 es igual a la corriente que pasa en R2. 
b) 
 El mayor voltaje está aplicado a la mayor resistencia 
 
c) Es fácil percibir que el voltaje entre los polos de la batería es el voltaje VAD aplicado 
en serie. Entonces: 
 
Ejercicio N49: 
J432000C3600*V120q*VT
q
T
V ABAB
AB
AB 
A13200V220*60V*Ri
i
V
R 
V120
s30
C60*60
t
q*R
V
q
t*V
R 
i
V
R 
t
q
i 


21CD AB
CD
2
AB
1
R R que concluimos V V como
i
V
R 
i
V
R


 1248VVV CDACAD
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Dos resistencias R1 y R2, siendo R1 = R2 = 12 , se conectan en paralelo a una batería 
que aplica a la conexión un voltaje de 24 V. 
a) Realice una figura esquemática de este circuito. 
b) ¿Cuál es la resistencia equivalente del agrupamiento? 
c) ¿Qué corriente pasa por R1?, ¿y por R2? 
d) ¿Qué corriente total proporciona la batería? 
RESOLUCIÓN 
a) En lugar de las lámparas debe ir el símbolo de la resistencia 
 
 
 
 
 
 
b) 
 
c) Tanto R1 como R2 están sometidas al mismo voltaje VAB=24V. Así: 
d) La corriente total proporcionada por la batería será: 
 
 
Ejercicio N50: 
En los circuitos de las figuras, encuentre la corriente que circula por cada resistencia y 
el voltaje aplicado entre sus terminales. 
a) 
 b) 
 
 
 
 
 
 0,6R
12
2
12
1
12
1
R
1
R
1
R
1
21
A0,422iii 21 
A0,2
12
24
R
V
i
A0,2
12
24
R
V
i
2
AB
2
1
AB
1

