TALLER DE FISICA MECANICA.

SEMANA 5

Dinamica de partculas I

Objetivo

Como objetivo principal este documento pretende guiar al estudiante en eltipo de preguntas a las cuales se enfrentara para cada tema.La autoevaluacionpara esta semana consta de situaciones tipo problema, las cuales deben ser so-lucionadas paso a paso.En todos los problemas realice los desarrollos matematicos correspondientes.

Nota: Cabe aclarar que, aunque la solucion de cada problema esunica, los pasos intermedios y procedimientos usados por cada perso-na pueden ser diferentes.

1 La barra OD tiene un peso de 400 N y esta apoyada en una articulacionesferica enO y sostenida por las dos cuerdasDA yDB. Hallar las tensionesy las componentes de la reaccion en O.

2 Una barra que pesa 30 N esta articulada en A y sostenida por una cuerdaen B. La carga suspendida en B es de 100 N. Hallar la tension en la cuerday las componentes de la reaccion en A. Hallar tambien el angulo que formala reaccion resultante en A con la barra.

1

3 Una fuerza que actua sobre una pieza mecanica es ~F = (5,00N )i +(4,00N)j. El vector del origen al punto de aplicacion de la fuerza es ~r =(0,450m)i+ (0,150m)ja) Haga un dibujo que muestre ~r, ~F , y el origen.b) Use la regla de la mano derecha para determinar la direccion de latorca.c) Calcule el vector de la torca vectorial producido por la fuerza. Verifiqueque la direccion de la torca sea la misma que obtuvo en el inciso b).

4 Un maquinista usa una llave inglesa para aflojar una tuerca. La llave tiene25.0 cm de longitud y 17.0 N y el ejerce una fuerza de 17.0 N en el extremodel mango, formando un angulo de 37 con este, como se muestra en lafigura. Con esta informacon determine:a) Cual es el torque ejercido por el maquinista alrededor del centro de latuerca?b) Cual es el torque maximo que el maquinista puede ejercer con estafuerza y como debera orientarse la fuerza?

5 Un tanque rectangular se encuentra lleno de agua. Las fuerzas de contactohechas por el agua sobre una pared vertical de anchura D y profundidadh, constituyen un sistema de fuerzas distribuidas por unidad de area, per-pendiculares a la pared. Dicha fuerza por unidad de area es la presion delagua, que a una profundidad y vale gy, siendo la densidad del agua y gla aceleracion de la gravedad. Omitimos el efecto de la presion atmosfericaque se encuentra tambien por fuera del tanque. Calcule la resultante delsistema de fuerzas distribuidas y su punto de aplicacion.

6 Una camioneta de 1200 kg avanza en una autopista recta a 12.0 m/s. Otroauto, de masa 1800 kg y rapidez 20.0 m/s, tiene su centro de masa 40.0 madelante del centro de masa de la camioneta, como se detalla en la figura.a) Determine la posicion del centro de masa del sistema formado por losdos vehculos.b) Calcule la magnitud del momento lineal total del sistema, a partir de

2

los datos anteriores.c) Calcule la rapidez del centro de masa del sistema.d) Calcule el momento lineal total del sistema, usando la rapidez del centrode masa. Compare su resultado con el del inciso b).

7 Un cilindro de peso w y radio R como el mostrado en la figura tieneenrollada una cuerda a su alrededor; con esta informacion:a) Hallar la mnima tension horizontal T , necesaria para que el cilindrocomience justo a subir el pequeno escalon de altura h.b) Hallar las fuerzas normal y de friccion en el borde A y el mnimocoeficiente estatico de friccion necesario para que el cilindro comience asubir sin deslizar.c) Hallar la fuerza de contacto resultante en A y el angulo que forma conla radial.

3