GUIA DE FÍSICATEMA: PRINCIPIOS DE NEWTON

INVIERNO 20101. Una caja descansa sobre un estanque helado (sin fricción). Si un

pescador aplica una fuerza horizontal de 48N a la caja y produce una aceleración de 6m/s2. ¿Qué masa tiene la caja? R: 8Kg

2. ¿Qué fuerza neta se requiere para impartir a un refrigerador de 125Kg una aceleración de 1.2m/s2? R: 150N

3. Si se aplica una fuerza neta horizontal de 136N a una persona de 50Kg que descansa en el borde de una alberca, ¿Qué aceleración horizontal se produce? R: 2.72m/s2

4. Una fuerza horizontal neta de 120N actúa sobre una caja de 37.5Kg en reposo en el piso:a) ¿Qué aceleración se produce?b) ¿Cuánto viaja la caja en 10s?c) ¿Qué rapidez tiene después de 10s?

5. Un disco de hockey de 0.16Kg reposa en el origen (x=0) sobre una cancha horizontal sin fricción. En t=0 un jugador aplica una fuerza de 0.3N al disco, paralela al eje x, y deja de aplicarla en t=2s:a) ¿Qué posición y rapidez tiene el disco en 2s?b) Si se aplica otra vez una fuerza en 5s. ¿Qué posición y rapidez tiene el disco en

7s? R: a) 3.75m ; 3.75m/s b) 26.2m 7.5m/s6. Un trabajador aplica una fuerza horizontal constante de 90N a un bloque de hielo

en reposo sobre un piso horizontal en el que la fricción es insignificante. El bloque parte del reposo y se mueve 12m en 5s:a) ¿Cuál es su masa?b) Si el trabajador deja de empujar a los 5s ¿Qué distancia recorre el bloque en

otros 5s? 7. Una bala que viaja a 360m/s golpea un bloque de madera, penetrando a una

profundidad de 0.11m. La masa de la bala es de 1.8gr. Suponga una fuerza de retardo constante:a) ¿Cuánto tarda la bala en parar?b) ¿Qué fuerza ejerce la madera sobre la bala?

8. Un jugador de baloncesto salto una vez 1.2m sin carrera. Si el pesa 890N y sus pies tardaron 0.3s en separarse del piso ¿Qué fuerza aplico sobre el piso? R: 2.36x103N

9. Al hacer un salto vertical un saltamontes extiende sus patas 2.5cm en 0.025s:a) ¿Cuál es la aceleración del saltamontes mientras extiendes las patas?b) ¿Cuál es la velocidad del saltamontes cuando parte del suelo, o sea, en el

instante que sus patas están completamente extendidas?c) ¿A qué altura se eleva el saltamontes?

R: a) 80m/s2 b) 2m/s c) 0.2m 10.Una caja de 24kg esta en reposo sobre el suelo y tiene una soga atada a la parte

de arriba. La máxima tensión que la soga puede resistir sin romperse es de 310N. ¿Cuál es el tiempo mínimo en que la caja puede ser levantada verticalmente una distancia de 4.6m tirando de la soga? R: 1.7s

11.Un tubo de rayos catódicos contiene un elemento llamado cañón de electrones. Suponer que un electrón es acelerado en el cañón de electrones desde el reposo hasta una velocidad de 2x107m/s en una distancia de 10mm. ¿Cuál es la fuerza sobre un electrón en este cañón?

12.¿Qué fuerza se necesita para detener un automóvil de 1200Kg en 7s si viaja a 90km/hr?

R: 4.3x103N

13.Un pescador saca de un tirón un pez del agua con una aceleración de 4.5m/s2, utilizando una lienza muy delgada que soporta 100N. Desafortunadamente, el pescador pierde el pez cuando se revienta la lienza ¿Qué puede Ud. decir con respecto a la masa del pez? R:>7kg

14.Una pelota de béisbol de 0.145Kg viaja a 30m/s y llega al guante del catcher, el cual, al detener la pelota, se desplaza hacia atrás 11cm. ¿Cuál fue la fuerza que ejerció la pelota sobre él guante?

15.¿Cuál es la fuerza que ejerce un lanzador de bala sobre una bala de 7Kg si ésta recorre una distancia de 2.8m y es liberada con una velocidad de 13m/s? R: 2.1x102N

16.Un cubo de 10kg se baja mediante una cuerda que tiene una tensión de 30N ¿Cuál es la aceleración del cubo? R: 6.8m/s2

17.Un ladrón de 75Kg desea escapar desde una ventana de un tercer piso. Desafortunadamente, una cuerda improvisada con una sabana solo puede soportar una masa de 50Kg. ¿Cómo puede usar el ladrón esta cuerda para escapar? R: a >3.3m/s2; hacia abajo

18.Una persona desde una torre de 4m de altura. Cuando llega al piso, dobla las rodillas de modo que su torso desacelera en una distancia aproximada de 0.7m. Si la masa de su torso, sin incluir las piernas, es de 50Kg, calcule:a) La velocidad con que llegan sus pies al suelob) La fuerza que ejercen las piernas sobre el torso durante la desaceleración

R: a) 8.9m/s b) 3.3x103N 19.Una catapulta para jets sobre un portaaviones acelera uniformemente del reposo a

un aeroplano que pesa una tonelada métrica (1000kg) con una rapidez de despegue de 320km/hr en 2s. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza neta sobre el aeroplano? R: 4.45x104N

20.Al tomar una pelota de béisbol que viaja horizontalmente con una rapidez de 15m/s, un jugador mueve el guante en línea recta hacia atrás a 20cm de la línea de contacto, en el momento en que la pelota llega al reposo. Si la pelota tiene una masa de 0.075kg. ¿Cuál es la fuerza sobre la pelota durante ese intervalo?