TALLER - EQUILIBRIO TRASLACIONAL.docx

7/21/2019 TALLER - EQUILIBRIO TRASLACIONAL.docx

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Unidad Educativa Liceo Cristiano de Guayaquil

Nombre: . Fecha de Publicación: __

Curso: 3° B.G.U. Paralelos: “A” ”” “F”

Fecha de n!re"a: Julio del 2015 Pro#esor: Audis $uinde $.

%a!eria: F&sica 'u(erior )aller: *+ Cuer(os en ,uilibrioNota: Observación: Cada ejercicio tiene su valoración de (0.19 tos!" #esarrollo con lu$a a%ul&ne'ra&ojo&

use re'la" e)celente cali'ra*+a.Vienes 2015: ENTREGA DE TAREA, SI USTED VA A FALTAR ENVIE LA TAREA ESCANEADA A MI CORREO:auis!"uine#$a%oo&es, 'aso 'onta(io no )a (e'i*i(+ en )os as -oste(io(es& Si tiene uas en )a ta(ea,a'e('a(se a) -(o.eso( -a(a (eso)/e()as&En todos los roble$as que se resentan se considera que el eso de las vi'uetas o vi'as r+'idas es desreciable.

,e suone ta$bi-n que todas las *uer%as son de tio concurrente.

Se''in &5 Dia(a3as e 'ue(-o )i*(e

&1& #ibuje un dia'ra$a de cuero libre corresondiente a las situaciones

ilustradas en la 'ura 4/.19 a y b. #escubra un unto donde acten las

*uer%as i$ortantes y reresente cada *uer%a co$o un vector.

&2& Calcule el n'ulo de re*erencia y $arque las co$onentes. Estudie cada una

de las *uer%as que actan en el e)tre$o de la vi'a li'era de la 'ura 4/.20. #ibuje

el dia'ra$a de cuero libre aroiado.

1

mailto:[email protected]

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Se''in &6

7(o*)e3as e e"ui)i*(io&8& 3res ladrillos id-nticos estn atados entre s+ or $edio de cuerdas y enden

de una balan%a que $arca en total2

N

.9Cul es la tensión de la cuerda

que soorta al ladrillo in*erior 9Cul es la tensión en la cuerda que seencuentra entre el ladrillo de en $edio y el suerior

a ; N, 16 N* < N, 16 N' 10 N, 16 N 11 N, 16 N

&& Una sola cadena sostiene una olea que esa 0 N. Entonces se conectan

dos esas id-nticas de ;0 4 con una cuerda que asa or la olea. 9Cul es

la tensión en la cadena que sostiene todo el conjunto 9Cul es la tensión

en cada una de las cuerdas

a 100N $ ;0N* 200N $ ;0N' 800N $ ;0N 00N $ ;0N

&5& ,i el eso del bloque de la 'ura 4 &1<a es de ;0 4 9cules son lastensiones en las cuerdas A y =

a A > ?5&8 N, = > 12 N

* A > ;5&8 N, = > 12 N

' A > <5&?5 N, = > 125 N

A > 105&8 N, = > 12 N

2



&6& ,i la cuerda = de la 'ura 4/.19a se ro$e con tensiones $ayores de 200

I*." 9cul es el $)i$o eso @ que uede soortar

a 12; )*

* 18; )*

' 1; )*

15; )*

&?& ,i @ 5 600 N en la 'ura 4/.19b" 9cul es la *uer%a que ejerce la cuerda

sobre el e)tre$o de la vi'ueta A 9Cul es la tensión en la cuerda =

a! A > 150 N, = > 520 N b! A > 100 N, = > 520 N c! A > 200 N, = > 520 N d! A > 800 N, = > 520 N

&;& ,i la cuerda 6 de la 'ura 4/.19a se ro$e cuando su tensión es $ayor de

/00 N" 9cul es el eso $)i$o @

a ω > 5?&11

* ω > 85?&11

'

ω

> 25?&11 ω > 15?&11

7



&<& 9Cul es el eso $)i$o @ en el caso de la 'ura 4/.19b si la cuerda sólouede soortar una tensión $)i$a de ;00 N

a <2N* <2N' <2N <2N

&10& Un bloque de 80 N reosa sobre un lano inclinado a 7& Calcule la *uer%a

nor$al y alle la *uer%a de *ricción or la que el bloque no resbala.

a 5?&8 NB 0&15 N* ?&8 NB 0&15 N' 8?&8 NB 0&15 N 2?&8 NB 0&15 N

&11. Un cable est tendido sobre dos ostes colocados con una searación de 103. ; la $itad del cable se cuel'a un letrero que rovoca un andeo" or locual el cable desciende vertical$ente una distancia de 50'3. ,i la tensiónen cada se'$ento del cable es de 2000 N" 9cul es el eso del letrero

a 1<; N* 2<; N' 8<; N <; N

/



&12& Un se$*oro de ;0 N cuel'a del unto $edio de un cable de 80 3 tendido

entre dos ostes. <alle la tensión en cada se'$ento del cable si -ste tiene

un andeo que lo ace descender una distancia vertical de 1 3.

a 80&5< N* 20&5< N' 10&5< Nd! 11&5< N

&18. Los e)tre$os de tres vi'as de ; .t estn clavados unos con otros"

*or$ando as+ un tr+ode cuyo v-rtice se encuentra a una altura de 6 .t sobre

el suelo. 9Cul es la co$resión que se roduce en cada una de esas vi'as

cuando un eso de 100 =b." se susende de dico v-rtice

a! 1/./ lbb! 2/./ lbc! 7/./ lbd! //./ lb

&1& Un cuadro de 20 N se cuel'a de un clavo" co$o indica la 4'ura /.21" de

$anera que las cuerdas que lo sostienen *or$an un n'ulo de >0. 9Cul esla tensión en cada se'$ento de la cuerda

a 10&5N* 11&5N' 12&5Nd! 18&5N



Se''in &? F(i''in

&15& Una *uer%a ori%ontal de 0 N es aenas suciente ara oner en $arca un

trineo vac+o de 600 N sobre nieve co$acta. #esu-s de e$e%ar el$ovi$iento se requieren tan sólo 10 N ara $antener el trineo a raide%

constante. <alle los coecientes de *ricción esttica y cin-tica.

a 0&0<6?B 0&016?* 0&0;6?B 0&016?' 0&0?6?B 0&016? 0&066?B 0&016?

&16& ,uon'a$os que en el trineo descrito en el roble$a anterior se colocaran200 N de rovisiones. 9Cul ser+a la nueva *uer%a necesaria ara arrastrarloa raide% constantea! 70 4b! /0 4c! 0 4d! >0 4

&1?& ,uon'a$os ciertas suercies en las que s > 0&? y s > 0&. 9?u- *uer%aori%ontal se requiere ara que un bloque de 50 N e$iece a desli%arsesobre un iso de $adera 9?u- *uer%a se necesita ara $overlo a raide%constante a 15 N, 20 N* 85 N, 20 N' 5 N, 20 N

d! 55 N, 20 N

>



&1;& Un estibador se a dado cuenta de que se requiere una *uer%a ori%ontal de

60 I*. ara arrastrar una caja de 150 I*. con raide% constante sobre una

lata*or$a de car'a. 9Cul es el coeciente de *ricción cin-tica

a U > 0&1* U > 0&2' U > 0&8 U > 0&

&1<& El estibador del roble$a &1; se ercata de que una caja $s eque@a del$is$o $aterial uede ser arrastrada con raide% constante con una *uer%aori%ontal de sólo 0 I*. 9Cul es el eso de esta caja

a 100)** 200)*' 800)*d! 00)*

8



&20& Un bloque de acero que esa 20 N descansa sobre una vi'a de acero bien

nivelada. 9?u- *uer%a ori%ontal lo'rar $over el bloque a raide%

constante si el coeciente de *ricción cin-tica es 0&12

a F > 2<&; N

* F > 2;&; N' F > 26&; Nd! F > 25&; N

&21& Una caja de erra$ientas de 60 N es arrastrada ori%ontal$ente con unaraide% constante or $edio de una cuerda que *or$a un n'ulo de 7 conel iso. La tensión re'istrada en la cuerda es de 0 N. Calcule las$a'nitudes de las *uer%as de *ricción y nor$al.

a 82&; N, 2?&1 N* 82&; N, 8?&1 N' 82&; N, ?&1 N

82&; N, 5?&1 N

A



&22& 9Cul es el coeciente de *ricción cin-tica en el eje$lo del roble$a &21

a U > 0&;; N* U > 0&?; N' U > 0&6; N U > 0&5; N

&28& El coeciente de *ricción esttica que corresonde a la $adera sobre$adera es de 0&?. 9Cul es el n'ulo $)i$o que uede adotar un lanoinclinado de $adera ara que un bloque" ta$bi-n de $adera" er$ane%ca en

reoso sobre el lano a 25* 85' 5

55

&2& Un teco tiene una endiente con un n'ulo de /0. 9Cul debe ser el

coeciente $)i$o de *ricción esttica entre la suela de un %aato y ese

teco ara evitar que una ersona resbale

a Us > 0&68* Us > 0&?8' Us > 0&;8d! Us > 0&<8

9



&25& ,e e$uja un trineo de 200 N sobre una suercie ori%ontal a raide%constante" or una *uer%a de 50 N cuya dirección *or$a un n'ulo de 2; ordebajo de la ori%ontal. 9Cul es el coeciente de *ricción cin-ticaa 0&1<;* 0&2<;' 0&8<; 0&<;

&26& 9Cul es la *uer%a nor$al que acta sobre el bloque en la 'ura /.22

9Cul es la co$onente del eso que acta

acia abajo del lano

a 8&;;NB0&<2 N* 88&;;NB0&<2 N' 28&;;NB0&<2 N 18&;;NB0&<2 N

10



&2?& 9?u- e$uje 7" diri'ido acia arriba del lano" ar que el bloque dela 'ura &22 suba or dico lano con raide% constante

a 5&1 N* &1 N' 8&1 N

2&1 N

&2;& ,i el bloque de la 'ura &22 se suelta" lo'rar suerar la *ricción

esttica y se desli%ar rida$ente descendiendo or el lano. 9?u- e$uje7" diri'ido acia la arte suerior del lano inclinado" er$itir retardar el

$ovi$iento descendente asta que el bloque se

$ueva con raide% constante

a ?&?8 N* 8?&?8 N' 2?&?8 Nd! 1?&?8 N

11



7(o*)e3as Ai'iona)es:

&2<& Calcule la tensión en la cuerda A y la *uer%a = ejercida en la cuerda or la

vi'a de la 'ura &28.

a! 281 N B 862 N b! 281 N B 62 N c! 281 N B 562 N d! 281 N B 662 N

&80& ,i el cable A de la 'ura &2 tiene una resistencia a la rotura de 200 N" 9cul

es el $)i$o eso que este aarato uede soortar

a 12< N* 22< N' 82< N

2< N

&81& 9Cul es el e$uje $+ni$o 7" aralelo a un lano inclinado de 8?" si un

carrito de <0 N va a ascender or dico lano con raide% constante#esrecie la *ricción.a 5&2 N* 6&2 N' ?&2 N

d! ;&2 N

12



&82& Una *uer%a ori%ontal de sólo ; )* $ueve un tro%o de ielo con raide%

constante sobre un iso 4 ❑k =0.1

. 9Cul es el eso del ielo

a 60 )*

* ?0 )*' ;0 )*d! <0 )*

&88& Encuentre la tensión en las cuerdas A y B en el disositivo que $uestra la'ura &25a.

a 1?0 N, 1< N

* 1?0 N, 2< N

' 1?0 N, 8< N

1?0 N, < N

&8& Calcule la tensión en las cuerdas A y B en el disositivo que $uestra la 'ura

&25*.

a 88&25 N B20;&; Nb! 28&25 N B20;&; Nc! 18&25 N B20;&; Nd! 8&25 N B20;&; N

17



&85& ,e a tendido ori%ontal$ente un cable en la unta de dos ostes verticalescolocados a 203 de distancia uno del otro. Un letrero de 250 N estsusendido del unto $edio del cable y ace que este se andee en unadistancia vertical de 1&2 3. 9Cul es la tensión en cada uno de losse'$entos del cablea 0< N

* 80< N' 20< N

d! 10< N

&86& ,uon'a que el cable del roble$a &85 tiene una resistencia a la rotura de

1200 N. 9Cul es el $)i$o eso que uede soortar en su unto $edio

a 2;5&; N* 8;5&; N

' ;5&; N 5;5&; N

&8?& Calcule la tensión en el cable y la co$resión en la vi'ueta de la 'ura &26a.a 8&2 )*B 8&5 )** 58&2 )*B 8&5 )*' 68&2 )*B 8&5 )* ?8&2 )*B 8&5 )*

&8;& <alle la tensión en el cable y la co$resión en la vi'ueta de la 'ura &26*.

a <1&22 )* B <1&5 )** ;1&22 )* B <1&5 )*' ?1&22 )* B <1&5 )* 61&22 )* B <1&5 )*

1/



&8<& Calcule la tensión en las cuerdas ; y 6 de la 'ura &2?a.a 605 NB 116 N* 505 NB 116 N' 05 NB 116 N 105 NB 116 N

/./0 <alle las *uer%as en las tablas li'eras de la 'ura &2?*

e indique si estas se encuentran bajo tensión o bajoco$resión.

a <10&8; NB 508&28 N

* ;10&8; NB 508&28 N' ?10&8; NB 508&28 N 610&8; NB 508&28 N

1



7(euntas -a(a )a (eein '(ti'a:

&1& Estudie la estructura ilustrada en la 'ura &2; y analice las *uer%as que

actan en el unto donde la cuerda est atada a los ostes li'eros. 9Cul es

la dirección de las *uer%as que actan en los e)tre$os de los ostes 9Cul

es la dirección de las *uer%as ejercidas or los ostes en ese unto #ibuje eldia'ra$a de cuero libre aroiado.

&2& Calcule las *uer%as que actan sobre los e)tre$os de los ostes de la

'ura &2; si W > 500 N.

a ;6; NB 500N

* <6; NB 500N' ?6; NB 500N 66; NB 500N

&8& Un borrador de 2 N es resionado con un e$uje ori%ontal de 12 4

contra un i%arrón vertical. ,i μ

s 5 0.2" calcule qu- *uer%a ori%ontal se

requiere ara iniciar un $ovi$iento aralelo al iso. D si se desea e$e%ar ese

$ovi$iento acia arriba o abajo <alle las *uer%as verticales necesarias ara iniciar

aenas el $ovi$iento acia arriba del i%arrón y desu-s acia debajo de -ste.

a 1&00 N, %a'ia a((i*a > 5 N, %a'ia a*ao > 1 N* 2&00 N, %a'ia a((i*a > 5 N, %a'ia a*ao > 1 N' 8&00 N, %a'ia a((i*a > 5 N, %a'ia a*ao > 1 N &00 N, %a'ia a((i*a > 5 N, %a'ia a*ao > 1 N

1>



18



&& ,e a deter$inado e)eri$ental$ente que una *uer%a ori%ontal de20 )* uede $over una odadora de c-sed de 60 )* con raide% constante.El asa de la odadora *or$a un n'ulo de 0 con el suelo. 9?u- e$uje esnecesario alicar en el asa ara $over la odadora con raide% constante9La *uer%a nor$al es i'ual al eso de la odadora 9Cul es el valor de la*uer%a nor$al

a 26&11 )*B 56&?; )** 26&11 )*B 66&?; )*' 26&11 )*B ?6&?; )* 26&11 )*B ;6&?; )*

&5& ,uon'a$os que la odadora de la re'unta & tuviera que $overse

acia atrs. 9?u- tirón abr que ejercer sobre el asa ara $overla conraide% constante 9Cul ser+a la *uer%a nor$al en este caso Co$ente lasdi*erencias entre este eje$lo y el del roble$a anterior.

a 5& N, 6&< N* 10& N, 6&< N' 20& N, 6&< N 80& N, 6&< N

&6& Una ca$ioneta es rescatada de un loda%al con un cable atado al

ve+culo y a un rbol. Cundo los n'ulos son los que se $uestran en la'ura &2<" se ejerce una *uer%a de 0 )* en el unto central del cable. 9?u-

*uer%a se ejerce entonces sobre la ca$ioneta

a 8;&? N* ;&? N' 5;&? Nd! 6;&? N

&?& ,uon'a que se requiera una *uer%a de <00 N ara $over la

ca$ioneta de la 'ura &2<. 9?u- *uer%a ser+a necesaria ara alicar en elunto $edio del cable con los n'ulos que all+ se $uestrana 816 N* 16 N' 516 N

616 N

1A



&;& Un bloque de acero de ?0 N est en reoso sobre una endiente de 0.

9Cul es la $a'nitud de la *uer%a de *ricción esttica que se diri'e acia

arriba del lano 9Es -sta necesaria$ente la $)i$a *uer%a de *ricción

esttica 9Cul es la *uer%a nor$al con este n'ulo

a 5&<< NB 58&62 N* &<< NB 58&62 N' 8&<< NB 58&62 N 2&<< NB 58&62 N

&<& Calcule la co$resión en la vi'a central B y la tensión en la cuerda A

en la situación descrita en la 'ura &80. ,e@ale con claridad la di*erencia

entre la *uer%a de co$resión en la vi'a y

la *uer%a indicada en su dia'ra$a de

cuero libre.

a! 7/7 4" 97A 4

b! //7 4" 97A 4

c! /7 4" 97A 4

d! >/7 4" 97A 4

&50& 9?u- e$uje ori%ontal 7 se requiere ara i$edir que un bloque de

200 N resbale acia abajo en un lano inclinado a 60" en el cual μs >

0& 9For qu- se necesita una *uer%a $enor cuando 7 acta en una

dirección aralela al lano 9La *uer%a de *ricción es $ayor" $enor o i'ual

en estos dos casos

a 5? N * 85? N ' 25? N 15? N

19



&51& <alle la tensión en cada una de las cuerdas de la 'ura &81 si el esosusendido es de ?6 N.

a 1?6 N, 2?5 N, 2?5 N

* 2?6 N, 2?5 N, 2?5 N

' 8?6 N, 2?5 N, 2?5 N

?6 N, 2?5 N, 2?5 N

&52& Encuentre la *uer%a requerida ara tirar ori%ontal$ente de un trineode 0 N con raide% constante" ejerciendo tracción a lo lar'o de un $stil

que *or$a un n'ulo de 80 con el suelo 4 μs > 0&. Encuentre la *uer%a

requerida si se desea e$ujar el $stil en ese $is$o n'ulo. 9Cul es el*actor $s i$ortante que ca$bia en estos casos

a! 15NB2N * 16NB2N' 1?NB2N 1;NB2N

20



/.7 #os esas cuel'an de dos oleas sin *ricción co$o se observa en la 'ura &82&

9?u- eso ar que el bloque de 800 )* aenas e$iece a $overse acia

la dereca ,uon'a$os que μs > 0&8& Nota: las oleas nica$ente

ca$bian la dirección de las *uer%as alicadasa 10?&6 )*

* 10<&6 )*' 110&6 )* 111&6 )*

/./ Encuentre el eso $)i$o que es osible col'ardel unto 0" tal co$o aarece en la 'ura &88" sin

alterar el equilibrio. ,uon'a que μ

s > 0&8 entre el

bloque y la $esa.

a! 1;&;5 )*b! 1<&;5 )*c! 20&;5 )* 21&;5 )*

21

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