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FISICA I
Hoja 1 / 5
Carreras: Agronomía y Enología Trabajo Práctico III : DINAMICA
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Introducción:
La parte de la Mecánica que estudia la relación entre el movimiento y las causas que lo provocan es la
Dinámica. Para analizar los principios de la dinámica se introdujeron dos conceptos nuevos Fuerza y
Masa.
La fuerza es una cantidad vectorial y las fuerzas que actúan sobre un cuerpo se operan según el álgebra
vectorial..
Si la suma vectorial de las fuerzas sobre un cuerpo es 0, su movimiento no cambia. El cuerpo está en
reposo o se mueve con velocidad constante
La suma vectorial de las fuerzas sobre un cuerpo es igual a la masa del cuerpo por su aceleración.
F= m.a
Si dos cuerpo interaccionan, ejercen fuerzas uno sobre otro iguales en magnitud y de dirección opuesta.
La fuerza de fricción depende de la naturaleza de las superficies en contacto y de si el cuerpo tiene o no
movimiento relativo a esa superficie.
Problemas Obligatorios
1) Calcular el peso de un cuerpo w cuya masa es de:
a) 1 kg.
b) 1 g.
c) 1 utm.
2) Calcular la masa de un cuerpo cuyo peso es:
a) 19,6 N.
b) 1960 dyn.
c) 198 kgf.
3) Una fuerza actúa sobre un cuerpo de 5 kg de masa pasando la velocidad de éste de 7 m/s a 3m/s en
un tiempo de 2s. Calcular la fuerza
a) En newton.
b) En dinas.
4) Una bala de 12g viaja a 300m/s, penetra en un bloque de madera fijo rígidamente. Si la bala penetró
3 m en la madera ¿Cuál fue la fuerza promedio ejercida por la madera en oposición al movimiento
de la bala?
5) Un automóvil que pesa 9800 N marcha a una velocidad de 90 km/h. Calcular la fuerza retardadora
de los frenos para detenerlo en 70 m sobre una carretera horizontal.
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Carreras: Agronomía y Enología Trabajo Práctico III : DINAMICA
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------6) Una fuerza aplicada a una partícula de masa m1 le comunica una aceleración de 20 m/s2. La misma
fuerza aplicada a una partícula de masa m2 le comunica una aceleración de 30 m/s2. Si se unen las
dos partículas y al conjunto se le aplica la misma fuerza, hallar al aceleración.
7) Hallar el modulo de la cantidad de movimiento de:
a- Una bala de 20 g que va a 300 m/s
b- Un corredor de 80 Kg que va a 3,3 m/s
c- Un automóvil de 2000 Kg que va 80 Km/h.
d- Una bala de masa 10 g se mueve horizontalmente con velocidad 400 m/s y se incrusta en un
bloque de masa 390 g que se hallaba en reposo sobre una mesa exenta de rozamiento. ¿Cuál
será la velocidad final de la bala y el bloque?
8) Un cuerpo de 25 N cuelga del extremo de una cuerda. Hallar la aceleración de dicho cuerpo, si la
tensión en la cuerda es de:
a) 25 N.
b) 20 N.
c) 40 N.
9) Un montacarga de 3200 N de peso desciende con una aceleración de 1 m/s 2. Hallar la tensión en el
cable.
10) Calcular la fuerza que un hombre de 880 N de peso ejerce sobre el piso de un ascensor cuando:
a) Está en reposo.
b) Asciende con una velocidad constante de 1 m/s.
c) Desciende con una velocidad constante de 1 m/s.
d) Asciende con una aceleración constante de 1m/s2.
e) Desciende con una aceleración constante de 1 m/s2.
11) Un hombre de 100 kg. Desciende hasta el suelo, sin ayuda, desde una altura de 10 m valiéndose de
una cuerda que pasa sobre una polea sin fricción y que en otro extremo está sujeta a un saco de
arena de 70 Kg. ¿Con qué rapidez llega el hombre al suelo?
12) Hallar la fuerza gravitatoria que atrae a un chico de 65 Kg. hacia una chica de 50 Kg. cuando están
separados una distancia de 0,5 m.
13) Que diferencia aproximada hay entre el valor de g al nivel del mar y su valor en la cima de una
montaña de 7260 m de Altura? (RT = 6370 m; MT = 6x1024 Kg.)
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----------------------------------------------------------------------------------------------------------------14) Un caballo se niega a tirar de un carro. Su razonamiento es el siguiente: “Según la tercera ley de
Newton, cualquiera que sea la fuerza que yo ejerza sobre el carro, este ejercera sobre mi una fuerza
opuesta de igual módulo, pero lo que la resultante será nula y no habrá manera de acelerar el carro”.
¿Qué hay de erróneo en este razonamiento?
Problemas Propuestos
15) Un cuerpo de 2 kg de masa está sometido a una fuerza de:
a) 6 N.
b) 8000 dyn.
c) 350 kgf.
Calcular la aceleración.
16) Una estudiante empuja un trineo cargado cuya masa es de 240 kg a través de una distancia de 2,3 m
sobre una superficie sin fricción de un lago helado. Ella ejerce una fuerza horizontal constante de
130 N. Si el trineo parte del reposo, ¿cuál es su velocidad final?
Rta
1,6 m/s
17) Una fuerza aplicada a un cuerpo de 2 kg de masa le comunica una aceleración de 3 m/s2. Calcular la
aceleración que comunicaría si actuara sobre un cuerpo de masa:
a) 2 kg.
b) 4 kg.
18) Hallar la fuerza media que se ejerce sobre una bala de 5 g. cuando adquiere una rapidez de 600 m/s
en el cañón de un rifle de longitud de 65 cm.
19) Unos escaladores situados sobre una pendiente de hielo sin rozamiento están encordados por una
cuerda de 30 m y se encuentran en la situación de la fig. En un tiempo t = 0 la velocidad de los dos
es nula pero el escalador de mas arriba (H1) de 52 Kg. ha dado un paso de más y su amigo (H2) de
74 Kg. se le ha caído el pico.
a- Hallar la tensión de la cuerda cuando cae H1 y su velocidad inmediatamente antes de estrellarse
contra el suelo.
b- Si H1 suelta la cuerda una vez que llega al suelo, hallar la velocidad de H2 cuando llega al suelo.
20) Un bloque de 5,5 Kg está inicialmente en reposo sobre una superficie horizontal sin fricción. Es
tirado con una fuera horizontal de 3,8 N.
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----------------------------------------------------------------------------------------------------------------a) ¿Cuál es su aceleración?
b) ¿Cuánto tiempo debe ser jalado para que alcance una velocidad de 5,2 m/s?
c) ¿Cuál es la distancia que se aleja en este tiempo?
Rta
a) a= 0,69 m/s²
b) t= 7,53 s
c) d= 19,56 m
21) Un automóvil viaja a una razón de 53 km/h contra el pilar de un puente. Un pasajero que viaja en el
automóvil se mueve una distancia de 65 cm mientras es llevado al reposo por el airbag. ¿Qué fuerza
actúa sobre la parte superior del torso del pasajero, siendo la masa de este de 39 kg?
Rta
6500 N
22) Tres fuerzas diferentes de cero actúan sobre una partícula ubicada en el origen. F1 tiene dirección
“z”, mientras que F2 y F3 están en el plano xy. ¿Qué magnitudes y direcciones deberán tener F2 y
F3 (manteniéndolas en el plano xy) para que la partícula no acelere?
23) Un cuerpo de masa 5,2 kg recibe la acción de dos fuerzas F1 de 3,7 N en dirección y, F2 de 4,3 N
en dirección x, halle el vector aceleración del cuerpo y su magnitud?
Rta:
a= (0,82m/s²; 0,71 m/s²)
= 40º 53`
24) Un automóvil tiene 1200 kg. de masa tira a otro cuya masa de 1400 Kg. con una cuerda.
a- Para remolcarlo a la carretera el automóvil debe acelerar a 88 Km/h2 en un acceso lateral de
solo 120 m de longitud. ¿Cuál debe ser su aceleración?
b- ¿Cuál es la tensión en la cuerda de remolque?.
25) El cable desgastado de un elevador de masa 1600 kg, se rompe violentamente, cayendo dicho
elevador. Los rieles de guía ejercen una fuerza retardante de 3700 N sobre el elevador. ¿A que
velocidad golpea el elevador en el fondo del tiro situado a 72 m?
Rta. v= 32,8 m/s
26) Un automóvil tiene una masa de 1300 Kg y acelera desde el reposo hasta 88 km/h en 14 s.
Agregando un perfil aerodinámico, el mismo vehículo puede acelerar a la misma velocidad en 11 s.
¿Cuál es la diferencia entre las fuerzas que ejerce el aire en el automóvil en los dos casos?
Rta. F= 627 N
27) Un camión de masa 30000 Kg se mueve a 20 m/s.
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----------------------------------------------------------------------------------------------------------------a- Cuál es el módulo de su cantidad de movimiento y que fuerza se necesita para detenerlo en 3 s?
b- Suponiendo que la fuerza es constante durante los 3 s ¿Qué distancia recorrerá el camión en ese
tiempo?
28) Al ser bateada una pelota de beisbol de 0,150 Kg su velocidad pasa de + 20 m/s a – 20 m/s.
a- ¿Cuál es el módulo del impulso que el bate aplica a la pelota?
b- Si el contacto entre el bate y la pelota dura 0,003 s, hallar la fuerza media ejercida sobre la
pelota.
29) Un arquero de 60 Kg esta de pie en reposo, sobre una superficie de hielo sin fricción y dispara una
flecha de 0,5 Kg horizontalmente a 50 m/s
a- ¿Con que velocidad se mueva el arquero sobre el hielo después de disparar la flecha?
b- ¿Qué pasaría si la flecha se pispara en la dirección que forme un ángulo con la horizontal?
30) Una partícula de 3 Kg tiene una velocidad de (3i , 4j) m/s
a- Encuentre las componentes x e y de la cantidad de movimiento
b- Encuentre la magnitud y dirección de la cantidad de movimiento de la partícula
31) ¿Con que velocidad puede Ud. hacer que se mueva la Tierra saltando tan alto como pueda?
32) Una estación espacial internacional operara a una altitud de 350 Km. Su peso en la Tierra es de
4,22x106 N ¿Cuál es el peso cuanto este en orbita?
33) El radio de la Tierra es de 6,37x106 Km y considerando g=9,8 m/s2 encuentre la densidad promedio
de la Tierra.