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IDEPUNP/ CICLO PRE ADES/ ABRIL – JULIO 2007 FÍSICA

SEMANA 05

TEMA: DINÁMICA LINEAL Y CIRCULAR

COORDINADOR: LIC. KATHERINE SOTO SALDARRIAGA RESPONSABLE: LIC. SHIRLEY M. CONDEZA JIMÉNEZ

LIC. KARINA GUTIÉRREZ VALVERDEDINÁMICA:

Es quien nos da a conocer las Leyes de la Mecánica que permiten explicar las causas del Movimiento Rectilíneo y Curvilíneo, los cuales se denominan Leyes de Newton.

Se divide en:

Dinámica Lineal: Estudia la relación entre el MRUV

y las fuerzas que lo originan.

Dinámica Circular: Estudia la relación entre el

Movimiento Circular y las fuerzas que lo originan.

Leyes de Newton

Primera Ley (Ley de Inercia):

Cuando un cuerpo está en reposo o en movimiento rectilíneo con velocidad constante, el cuerpo sigue manteniendo su estado de reposo o movimiento mientras no actúe sobre él una fuerza externa que lo saque de dicho estado.

Segunda Ley de Newton:

“Toda fuerza resultante desequilibrada que actúe sobre un cuerpo, le producirá una aceleración, que será de la misma dirección y sentido que aquella, y su valor resultará ser directamente proporcional con la fuerza, pero inversamente proporcional con la masa de dicho cuerpo”.

Fig. Nº 01

Fig. Nº 02

Esta expresión de la Segunda Ley de Newton (en la Fig. Nº 02) nos permite hallar la aceleración de un sistema, teniendo en cuenta que R es la resultante de las fuerzas exteriores no equilibradas y que R = F. La ecuación escalar de la 2da Ley de Newton (para fuerzas paralelas a la dirección de la aceleración) puede ser expresada así:

ma = F a favor de la - F en contra de la aceleración aceleración

Peso

Si dejamos caer un cuerpo de masa “m” en el vacío, observaremos que éste experimenta una aceleración característica llamada aceleración de la gravedad “g”. Este hecho nos permite asegurar que el cuerpo está experimentado una fuerza P cuyo valor viene dado por la 2da Ley de Newton.

P = m g

Tercera Ley (Ley de Acción y Reacción):

En cada acción hay una fuerza de reacción del mismo valor que el de la fuerza de acción, pero de sentido opuesto a dicha fuerza.

acción

reacción

Fig. Nº 03

DINÁMICA CIRCULAR

Según la Segunda Ley de Newton, la aceleración sobre un cuerpo se produce en la misma dirección y sentido que la fuerza resultante, ésta aceleración cuando no es colineal con la velocidad produce en el móvil un movimiento curvilíneo circular.

Fc = m a c

Donde:

Fc = Fuerzas hacia el centro - Fuerzas hacia el afuera

CUESTIONARIO:

1. Un resorte de constante K = 12N/m arrastra un cuerpo de 2 Kg. de masa sobre una mesa sin rozamiento. ¿ Cuál es la aceleración del cuerpo, si el resorte se alarga 0,5m ?

a) 3 m/s2

b) 6 m/s2

c) 9 m/s2

d) 2 m/s2

e) 1 m/s2

2. ¿Cuál es la distancia que recorre un auto con velocidad de 72Km/h hasta detenerse, sí el coeficiente de rozamiento entre las llantas y la carretera es de 0,4 ? (g = 10 m/s2)

a) 10mb) 20mc) 25md) 45m e) 50m

1

mF

a

mR a

= m aR

= m aF

F

-F

F4

F5 F3

F1 F2

Poste

FC

aCR

m


3. Calcular “T” cuando el sistema mostrado se deja en libertad, desprecie la resistencia del aire y use g = 10m/s2.

a) 15 Nb) 10 Nc) 12 Nd) 18 Ne) 24 N

4. Se tiene un bloque de madera que es jalado mediante una cuerda con una fuerza de 70 N ¿Cuál será la aceleración transmitida? (m = 8 Kg.; = 0,5)

a) 3,7 m/s2 b) 2,4 m/s2

c) 3,8 m/s

d) 3,8 m/s2

e) 4,2 m/s2

5. Un bloque de masa 2Kg, reposa sobre una superficie

lisa y horizontal y está conectado por dos cuerdas

que se suspenden a través de dos poleas a dos

masas de 1Kg y 3Kg respectivamente, según la

figura. ¿Las tensiones en las cuerdas tendrán la

relación?

a) T1 = T2

b) 3T1 = 2T2

c) T1 = 2T2

d) T2 = 3T1

e) N.A

6. Hallar la tensión en la cuerda

a) 64 Nb) 65 Nc) 63 Nd) 68 Ne) 66 N

7. Encontrar la aceleración del bloque, si c = ¼ y

= 37º

a) 7b) 8c) 1d) 6e) 4

8. El bloque de la figura tiene una masa “m” y experimenta una fuerza externa “F” que la empuja contra la pared, luego, el bloque:

( ) Se mantiene en reposo.( ) Experimenta una aceleración, a = F/m( ) La reacción de la pared es igual a F.

a) VVV b) FFF c) FVF d) VFF e) VFV

9. El bloque “A” de la figura baja con una aceleración de 2m/s2. ¿ Cuál es el coeficiente de rozamiento entre el bloque “A” y el bloque “B” ? (g = 10 m/s2)

a) 0,2 b) 0,3c) 0,4d) 0,5e) 0,6

10. Si el sistema de partículas se deja en libertad, halle “T”, usar g = 10 m/s2

a) 2,0 Nb) 10,0 Nc) 1,5 Nd) 12,5 Ne) 7,5 N

11. Un cuerpo de 5 Kg. es movido por una horizontal de 80 N. Determinar la distancia que recorre al alcanzar una velocidad de 30 m/s (u = 0,4).

a) 38,5 mb) 37,5 mc) 36,5 md) 33,5 me) 34,5 m

12. Se aplica una fuerza de módulo 20N a un bloque liso de 10Kg, como se indica en la figura, hallar el módulo de la aceleración que experiencia el bloque.

a) 1,6 m/s2

b) 2 m/s2

c) 1 m/s2

d) 1,5 m/s2

e) 1,2 m/s2

13. Sabiendo que no existe rozamiento, determinar la aceleración de los bloques. A = 3 kg, B = 2kg, C = 1 kg. g =10m/s2

a) 3 m/s2

b) 4 m/s2

c) 5 m/s2

d) 6 m/s2

e) 3,3 m/s2

14. La figura muestra un bloque de peso 5N, sometido a la acción de las fuerzas F1 = F2 = 5 N. El coeficiente de rozamiento cinético entre el bloque y superficie es 0.1. Determinar la aceleración del bloque en m/s2 g = 10 m/s2.

a) 4,8

b) 5,2

c) 5,3

d) 5,4

e) 5.8

15. Un cuerpo atado a una cuerda de 30 cm, se

le hace girar en un plano horizontal, con una velocidad de 3m/s. Calcular la fuerza centrípeta que experimenta dicho cuerpo de m = 4Kg.

a) 100Nb) 120Nc) 150Nd) 200Ne) 180N

16. Una piedra atada a una cuerda gira uniformemente en un plano vertical, si la diferencia entre la tensión máxima y la tensión mínima es igual a 20N. ¿Cuál es la masa de la piedra?

a) 2,0 Kgb) 1.5 Kgc) 1.0 Kgd) 0.5 Kge) 0.2 Kg

17. Un automóvil se desplaza sobre un puente circular de radio de curvatura igual a 125m. Hallar la velocidad con que se mueve el auto, sabiendo que cuando pasa por el límite superior del puente, el conductor siente que pesa el 50% de su peso real (g = 10 m/s2)

a) 10 m/sb) 20 m/sc) 30 m/sd) 25 m/s

2

1 Kg

1 Kg2 Kg

T T

T2

1 Kg3 Kg

T1

2 Kg

14Kg

6 Kg

= 0,5

c

a

37º

B

A

1 Kg

3 Kg

T

37º

m

F


e) 15 m/s

18. En la figura se muestra a Carlos de 60 Kg. ¿Qué velocidad tiene en el punto “A” si en ese momento siente que su peso se duplica? (g = 10m/s2; u =0 y R = 14m)

a) 10 m/sb) 14 m/sc) 12 m/sd) 6 m/se) 8 m/s

19. La figura muestra un pequeño bloque de masa “m” sobre un disco a una distancia R = 1m del eje de rotación. Si el coeficiente de rozamiento estático entre el bloque y el disco es 0.2. Determine la máxima velocidad angular del disco, tal que el bloque permanezca en reposo relativo sin resbalar. g = 10m/s2.

a) rad/s

b) rad/s

c) 2 rad/s

d) rad/s

e) 3 rad/s

20. Un ciclista ingresa a una pista circular. ¿Qué velocidad debe tener en el punto más alto, para que en este momento esté por desprenderse de la pista R = 4.9; g = 10m/s2.

a) 5 m/sb) 7 m/sc) 10 m/sd) 6 m/se) 9 m/s

21. En la figura, calcular la tensión de la cuerda. Siendo V = 4m/s; m = 2Kg ; r = 2cm.

a) 120 Nb) 16 Nc) 1600 Nd) 1800 Ne) 18 N

22. Un cuerpo de masa m = 2Kg es suspendido de un hilo vertical y se pone en movimiento oscilatorio alrededor de la vertical. Cuando la inclinación con la vertical es de 60º la tensión en la cuerda es de 50N. Hallar la fuerza centrípeta en ese punto (g = 10m/s2).

a) 40 Nb) 20 Nc) 30 Nd) 50 Ne) 10 N

23. Se suelta un carrito en el punto “A”. Calcular la reacción del rizo en “B” (g = 10m/s2 ; u = 0).

a) 100 N

b) 120 N

c) 140 N

d) 160 N

e) 110 N

3

A

R

r

37º

B

R

m = 4Kg

A


HOJA DE CLAVES Ciclo: PRE ADES ABRIL – JULIO 2007

Curso: FísicaSemana: 05

Pregunta Clave Tiempo(Min.)

Dificultad

01 a 2 F02 e 2 F03 a 3 M04 d 2 F05 d 3 M06 c 2 F07 e 2 F08 d 3 M09 d 3 M10 e 2 F11 b 2 F12 a 3 M13 c 3 M14 d 2 F15 b 2 F16 c 2 F17 d 2 F18 b 2 F19 a 2 F20 b 3 M21 c 3 M22 a 2 F23 b 3 M

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