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ACTIVIDAD 2 
 
Nombre: Pablo Villegas Abarca 
Matrícula: 040026814 
Materia: Física 
Profesor: Pablo Sergio Barrera Pineda 
Campus: En línea 
Fecha de entrega: 25/9/2022 
 
 
 
 
ACTIVIDAD 2. 
RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS- LEYES DE NEWTON Y MOMENTO LINEAL 
 
Ejercicio 1. Segunda ley de Newton 
Las ruedas de una locomotora de 500 𝑡𝑜𝑛 tienen un coeficiente de fricción estático con las vías de 𝜇𝑠 =
0.15. 
a) ¿Cuál es la fuerza de tracción tangencial máxima 𝐹𝑀á𝑥 ejercida entre las vías y las ruedas? 
 
Ton a Kg = 500 * 1,000 = 500,000 Kg 
Fuerza Normal = m * g = 500,000 Kg * 9.80 m/s2 = 4,900,000 Kg m/s2 = 4,900,000 N 
Fuerza máxima = 𝜇𝑠 * Fuerza normal = 0.15 * 4,900,000 = 735,000 N 
 
b) Si se tiene una fuerza de tracción de 2/3 de la máxima, ¿en cuánto tiempo pasaría desde el 
reposo a alcanzar una velocidad de 100 𝑘𝑚/ℎ? 
 
Fuerza de Tracción = 2/3 * 735,000 N = 490,000 N 
Aceleración = Fuerza = m * a = 490,000 N = 500,000 kg * a = a = 490,000 N / 500,000 
kg = 0.98 m/s2 
Km/h a m/s = 100 km/h * 1,000 = 100,000 m/h / 3,600 = 27.77 m/s 
Velocidad final = Velocidad inicial + a * t = 27.77 m/s = 0 km/h + 0.98 m/s2 * t = 27.77 
m/s = 0.98 m/s2 * t = t = 27.77 m/s / 0.98 m/s2 = 28.33 s 
 
c) ¿Cuánta distancia recorrería en este tiempo? 
 
Distancia con Aceleración Constante = x = Posición Inicial + Velocidad inicial * tiempo 
+ aceleración * tiempo2 / 2 = x = 0 + 0 * 28.33 s + 0.98 m/s2 * 28.33 s 2 / 2 = 0.98 m/s2 
* 802.58 s2 / 2 = 786.52 / 2 = 393.26 m 
 
d) A la locomotora se le enganchan una serie de vagones con una masa total de 100 𝑡𝑜𝑛, que 
ejercen fuerzas de fricción que se oponen al movimiento del tren. Si las fuerzas de fricción de 
los vagones son iguales a 0.12 de su peso, y la fuerza de tracción de las ruedas de la 
locomotora es de 2/3 de la máxima, ¿en cuánto tiempo pasaría desde el reposo a alcanzar 
una velocidad de 100 𝑘𝑚/ℎ? 
 
 
 
Ton a Kg = 100 * 1,000 = 100,000 kg 
Fuerza Normal = m * g = 100,000 kg * 9.80 m/s2 = 980,000 N 
Fuerza máxima de los vagones = Coeficiente de fricción * Fuerza Normal = 0.12 * 
980,000 N = 117,600 N 
Fuerza máxima de la locomotora = 735,000 N 
Fuerza máxima total = 117,600 N + 735,000 N = 852,600 N 
Fuerza de tracción total = 2/3 * 852,600 N = 568,400 N 
Peso Total = 500,000 kg + 100,000 kg = 600,000 kg 
Aceleración = 568,400 N / 600,000 kg = 0.94 m/s2 
Km/h a m/s = 100 km/h * 1,000 = 100,000 m/h / 3,600 = 27.77 m/s 
Velocidad final = Velocidad inicial + a * t = 27.77 m/s = 0 km/h + 0.94 m/s2 * t = 27.77 
m/s = 0.94 m/s2 * t = t = 27.77 m/s / 0.94 m/s2 = 29.54 s 
 
e) ¿Cuánta distancia recorrería en este tiempo? 
 
Distancia con Aceleración Constante = x = Posición Inicial + Velocidad inicial * tiempo 
+ aceleración * tiempo2 / 2 = x = 0 + 0 * 29.54 s + 0.98 m/s2 * 29.54 s 2 / 2 = 0.98 
m/s2 * 872.61 s2 / 2 = 855.15/ 2 = 427.57 m 
 
Ejercicio 2. Momento lineal 
Desde una tolva se deja caer semilla de frijol a razón de 20 𝑘𝑔/𝑠 hacia una banda transportadora, como 
se ilustra en la figura 1. La velocidad de salida del frijol de la tolva es de 1.7 𝑚/𝑠, y la banda avanza con 
una rapidez de 0.40 𝑚/𝑠. 
a) Determina la velocidad del frijol al llegar a la banda. 
b) Obtén el momento lineal del frijol que llega a la banda por unidad de tiempo. 
c) Calcula el momento lineal del frijol que se mueve en la banda transportadora por unidad de 
tiempo. 
d) Determina la fuerza que ejerce el frijol al caer sobre la banda. 
e) ¿Cómo es la fuerza que ejerce la banda sobre el frijol? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 
 
Ejercicio 3. Leyes de Newton 
Una máquina centrifugadora para producir sedimentación trabaja a 3 000 𝑟𝑝𝑚; con las muestras 
colocadas a una distancia radial de 0.06 𝑚 del eje de giro. Partiendo del reposo la máquina tarda 20 𝑠 en 
alcanzar su velocidad de operación; luego se mantiene esa velocidad durante 15 𝑚𝑖𝑛; y, finalmente, 
tarda 4 𝑚𝑖𝑛 en detenerse. La masa de un tubo muestra es de 20 𝑔. 
a) ¿Cuál es la fuerza tangencial sobre el tubo muestra en el arranque de la máquina? 
b) Realiza un diagrama en el que se muestre el vector de fuerza tangencial en el arranque en la 
posición angular 𝜃 = 𝜋/6 𝑟𝑎𝑑. 
c) En el tiempo de operación de 15 𝑚𝑖𝑛, ¿cuál es la magnitud de la fuerza centrípeta o normal 
sobre el tubo muestra? 
d) Realiza un diagrama en el que se muestre el vector de fuerza centrípeta o normal en la posición 
𝜃 = 𝜋/6 𝑟𝑎𝑑. 
e) ¿Cuál es la fuerza tangencial sobre el tubo muestra en la parte final del proceso? 
f) Realiza un diagrama en el que se muestre el vector de fuerza tangencial cuando se va 
deteniendo en la posición angular 𝜃 = 𝜋/6 𝑟𝑎𝑑. 
g) Determina el momento angular del tubo muestra al final del arranque