Departamento de Física-MatemáticaProf. Mario Astorga RiveraPRIMER SEMESTRE 2020

GUÍA N°2 DE MECÁNICA UNIDAD 13° E

Nombre Curso°

Fecha

OBJETIVOS Establecen las condiciones que debe cumplir un cuerpo que se encuentra en equilibrio de traslación y

rotación si sobre él actúan fuerzas. Aplican las condiciones de equilibrio de rotación y traslación a la solución de problemas y en el análisis

de situaciones de la vida diaria.

I. SELECCIÓN ÚNICA O MÚLTIPLE:Elija la alternativa correcta. (1 puntos c/u).

1) Cuando la suma de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es igual a cero, entonces podemos asegurar que el cuerpoA) está en reposo.B) se mueve con velocidad constante.C) está en equilibrio de traslación.D) todas las anterioresE) está en equilibrio rotacional

2) José necesita sacar una rueda de su vehículo y al colocar la llave en la tuerca ejerce una fuerza perpendicular a la llave de 200 N a una distancia de 0,2 m del centro de giro, donde abraza a la tuerca.¿Cuál es la magnitud del torque realizado por la esta fuerza?

A) 40 N mB) 36, N mC) 12 N mD) 10 N mE) 4,5 N m

3) La figura muestra una viga de peso despreciable, que soporta tres fuerzas de magnitud, 30 N, 15 N y 20 N con los puntos de aplicación indicados. El torque resultante cuando está pivotado en A es

A) 270 m N

B) 210 m N

C) 120 m N

D) 90 m N

E) 30 m N

4) Una correa de cuero se enrolla alrededor de una polea de 12 cm de diámetro. Una fuerza de 6 N se aplica a la correa. El torque de esta fuerza con respecto al centro de la polea es:A) 12 N cmB) 72 N cmC) 6 N cmD) 36 N cmE) 0 N cm

5) La polea fija es una máquina simpleA) que permite aplicar una fuerza menor que el peso del objeto que se levantaB) en la que sólo se traslada el objeto que se levantaC) en la cual el roce se reduce al mínimoD) que permite cambiar el sentido de la fuerza aplicada, haciendo más cómodo el trabajo

E) en la que el levantamiento se hace más rápido

6) Dos niños se encuentran en un balancín de 2m de longitud. Uno de los niños, Camilo tiene un peso de 200 N y se ubica en uno de los extremos, si la distancia al centro de giro del balancín donde se ubica el otro niño, Diego es de 0,4 m ¿cuál debe ser su peso para equilibrarlo?

A) 200 NB) 300 NC) 400 ND) 500 NE) 600 N

7) Para hacer más efectiva la acción de una llave para soltar una tuerca muy apretada, se recomienda:A) aplicar una fuerza perpendicular al mango y muy cerca del eje de giro, es decir, cerca de la tuerca.B) aplicar una fuerza en ángulo (no perpendicular al mango) y lejos del eje de giro.C) aplicar una fuerza en ángulo y cerca del eje de giroD) aplicar una fuerza perpendicular al mango y lejos del eje de giro.E) cualquier acción.

8) Dos niños se encuentran cada uno en el extremo de un balancín de 4m de longitud. Uno de los niños Diego tiene un peso de 300 N, el otro Camilo 200 N. ¿A qué distancia del centro de giro del balancín debe sentarse Diego para equilibrarlo?A) 3 mB) 2,88 mC) 2 mD) 1,66 mE) 1,33 m

9) Los casos siguientes de palancas de primera, segunda y tercera clase, son respectivamenteA) Tijeras, balanza, remo.B) Alicates, pinzas, balanzas. C) Carretilla, destapador de botellas, pinzas.D) Tenazas, tijeras, cascanueces.E) Balanza, carretilla, caña de pescar.

10) El sistema mostrado en la figura está en equilibrio, en ella también se muestra las distancias al punto de apoyo. . Los pesos de las poleas y de la palanca, así como la fuerzas de fricción son despreciables. ¿Cuál es el módulo de la fuerza P?

A) 48,5, NB) 36,0 NC) 12,5 ND) 10,0 NE) 4,5 N

11) Se desea levantar una piedra de 1000 N con una palanca de primera clase. Se establece un punto de apoyo a 60 cm de la piedra y el brazo de la fuerza aplicada es de 3 m.La fuerza que hay que aplicar es de:A) 25 NB) 50 NC) 100 ND) 200 NE) 400 N

12) Si la piedra anterior se quiere levantar con una palanca de segunda clase de 2 m de largo y ésta se encuentra sobre la barra, a 20 cm del apoyo, la fuerza aplicada que se tiene que aplicar es de:

A) 25 NB) 20 NC) 100 ND) 200 NE) 400 N

13) Una carga de peso P sobre una carretilla, se ubica a una distancia R del punto de apoyo. Un hombre que toma la carretilla por sus mangos, aplica hacia arriba una fuerza igual a la cuarta parte del peso de la carga para trasladarla.

Si se desprecia la inclinación y el peso de la carretilla, la distancia entre la carga y la fuerza aplicada es:

A) R/3

B) R/2

C) R

D) 2R

E) 3

14) La figura muestra dos poleas P1 y P2, cuyos radios R1 y R2 están en la relación R1 = 2R2. Si el peso del bloque es de 10 N en ausencia de roce y las masas de las poleas son despreciables, la magnitud de la fuerza F, necesaria para mantener el equilibrio es

A) 2,5 NB) 5 NC) 10 ND) 20 NE) 50 N

II. VERDADERO O FALSO:Coloque una V si la afirmación es verdadera o una F si la afirmaciónes falsa, justifique las falsas (1 puntos c/u)

15.________ Una polea móvil se utiliza para cambiar la dirección a la fuerza aplicada.

16._______ Se debe aplicar una fuerza perpendicular de 500 N a 6 m de eje de rotación de una viga para producir un torque de magnitud de 1400 N m.

17.________ Una carretilla es un ejemplo de palanca de 3ª clase.

18._______ En una palanca de segunda clase la fuerza aplicada debe estar entre el punto de apoyo y la fuerza de resistencia (carga).

19.________ Un balancín con dos personas en ambos extremos está en equilibrio cuando la suma total de los torques es igual a cero.

20.________ Una tijera es una palanca de tercera clase.

21.________ El torque de una fuerza perpendicular de 400 N aplicada a 2 m del eje de rotación de una viga tiene una magnitud de 800 N m

22.________ La fuerza perpendicular aplicada a 2m del eje de rotación de una viga que produce un torque de 800 N m tiene una magnitud de 400 N.

23.________ La caña de pescar es un ejemplo de palanca de 3ª clase.

24.________ El torque de una fuerza perpendicular de 200 N aplicada a 8 m del eje de rotación de una viga tiene una magnitud de 1400 N m

III. DESARROLLO:

25) Un cilindro de una pieza tiene la forma que se indica en la figura, con un núcleo que sobresale de un tambor más grande. El cilindro tiene la libertad de girar alrededor del eje central indicado en el dibujo. Una cuerda enrollada alrededor del tambor de radio R1 ejerce sobre el cilindro una fuerza F1 hacia la derecha. Una cuerda enrollada alrededor del núcleo de radio R2 , ejerce una fuerza F2 hacia abajo sobre el cilindro.

Suponga F1=5N, R1=1m, F2=15N, R2=0,5m.

¿Cuál es el torque neto (total) que actúa sobre el cilindro alrededor del eje de rotación (es decir, el eje z en la figura) y de qué modo gira el cilindro desde el reposo (a favor o en contra del reloj)?

26) Se tiene un tablón un tablón de longitud 6 m y de 315 N de peso que está sostenido por dos caballetes que distan 1 m cada uno de los extremos. Un hombre de 105 Kg camina sobre ellos, determine la distancia mínima de un extremo que deberá llegar el hombre sin que se produzca vuelco.

TORQUE

https://www.youtube.com/watch?v=_HSjR47AbtU

https://www.youtube.com/watch?v=8387f4gw3O4

PALANCA

https://www.youtube.com/watch?v=QRUlAjFWHgI

POLEAS

https://www.youtube.com/watch?v=BOroeiLUMnI