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Mecánica Clásica
Tarea 5
Preguntas
1. ¾Por qué las llantas de un automóvil se agarran a la carretera mejor sobre un terreno a nivel que
cuando se sube o se baja una pendiente?
2. ¾Cuál es el propósito de las supercies curvas (llamadas spoilers), que se colocan en la parte trasera
de los automóviles deportivos? Están diseñadas para que el ujo del aire, al pasar por ellas, ejerza
una fuerza hacia abajo.
3. Usted es un astronauta que está en el salón de descanso de una estación espacial en órbita y quita la
tapa de un tarro largo y delgado que contiene una solo aceituna. Describa diversas maneras (todas
aprovechando la inercia ya sea de la aceituna o del tarro) para sacar la aceituna del tarro.
4. Un pasajero situado en el asiento frontal de un automóvil se da cuenta de que se desliza hacia la
puerta cuando el conductor toma súbitamente una curva hacia la izquierda. Describa las fuerzas
sobre el pasajero y sobre él automóvil en ese instante si el movimiento es visto desde un marco de
referencia
(a)
jo en la Tierra y
(b)
jo en el automovil.
Problemas
1. Alguien ejerce una fuerza
F
directamente hacia arriba sobre el eje de una polea que se muestra en
la gura 1. Considere que la polea y el cable carecen de masa y que el buje carece de fricción. Dos
objetos,
m1
de 1.2 kg de masa y
m2
de 1.9 kg de masa, están unidos como se muestra a los extremos
opuestos del cable, el cual pasa sobre la polea. El objeto
es el valor más grande que la fuerza
piso?
(b)
F
m2
puede tener de modo que
¾Cuál es la tensión en el cable cuando la fuerza
tensión determinada en
(b),
está en contacto con el piso.
¾cuál es la aceleración de
F
m2
(a)
¾Cuál
permanezca en reposo sobre el
hacia arriba sea de 110 N?
(c)
Con la
m1 ?
Figura 1: Problema 1
2. Un bloque de masa
m
inicia su movimiento hacia arriba, sobre un plano inclinado a
horizontal, con una velocidad
v.
Si el coeciente de fricción de deslizamiento es
µk ,
θ
grados con la
determinar qué
distancia recorrerá el bloque sobre el plano antes de detenerse. ¾Qué velocidad tendrá el bloque al
retornar (si retorna) a la base?
1
3. Un globo de investigación con una masa total
a
M
está descendiendo verticalmente con una aceleración
hacia abajo. ¾Cuánto lastre debe ser arrojado de la canastilla para dar al globo una aceleración
a
hacia arriba, suponiendo que la fuerza ascensional del aire sobre el globo no cambie?
4. Una caja se desliza hacia abajo por un canal inclinado y en ángulo recto como se muestra en la gura
2. El coeciente de fricción cinética entre el bloque y el material que componen el canal es
µk .
Halle
la aceleración de la caja.
Figura 2: Problema 4
5. Un rabihorcado vuela remontándose en una trayectoria circular horizontal. Se estima que su ángulo
de inclinación es de 25° y el pajaro emplea 13 s en completar un círculo.
volando el pájaro?
(b)
6. Una partícula de masa
F = Fo exp (−t/T )
(a)
¾A qué velocidad está
¾Cuál es el radio del círculo?
m
x = 0. Al tiempo t = 0 se aplica una fuerza dada por
+x; Fo y T son constantes. Cuando t = T se retira la fuerza. En
retira, (a) ¾Cuál es la velocidad de la partícula, y (b) dónde está?
está en reposo en
en la dirección
este instante en que la fuerza se
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