FÍSICA 1

TAREA ACADÉMICA Nº3 (20 PUNTOS)

Habilidades: Nota Relaciona las magnitudes físicas de un movimiento circunferencial (rapidez angular, rapidez tangencial, aceleración centrípeta y la fuerza centrípeta)en un sistema. Establece las condiciones de equilibrio para un sólido rígido.

Calcula fuerzas aplicando las condiciones de equilibrio.

Nombres y apellidos: Sección: Fecha:

1. Un bloque pequeño de masa m descansa sobre una mesa horizontal sin fricción, a una distancia r de un agujero en el centro de la mesa. Un cordón atado al bloque pequeño pasa por el agujero y está atado por el otro extremo a un bloque suspendido de masa M. Se imprime al bloque pequeño un movimiento circular uniforme con radio r y rapidez v.

a. Dibuje el DCL de los dos bloques. b. Escriba las dos ecuaciones dinámicas de m y M. c. Calcule la rapidez v que se necesita para que el

bloque de masa M = 10,0 kg se quede inmóvil una vez que se le suelta. Considere que m = 2,00 kg y r = 0,300 m.

d. Calcule la tensión del cable.

5 

 

2. En otra versión del columpio gigante, el asiento está conectado a dos cables rígidos, tal como se indica en la figura, uno de los cuales es horizontal. El asiento gira uniformemente en un círculo horizontal a 36,0 rpm. Si el asiento pesa 200 N y una persona de 800 N está sentada en él.

a. Escriba las dos ecuaciones dinámicas del movimiento circular del sistema asiento-persona.

b. Calcule la magnitud de la tensión del cable oblicuo. c. Calcule la magnitud de la tensión del cable horizontal. d. Calcule la rapidez tangencial del sistema asiento-persona. e. determine su desplazamiento angular después de 4,00 s del sistema

asiento-persona.

5 

 

3. Una esfera uniforme sólida de 45,0 kg, cuyo radio es de 16,0 cm, se apoya en una pared vertical sin fricción, usando un alambre delegado de 30,0 cm de longitud y de masa despreciable, como se muestra en la figura. Si la esfera se encuentra en equilibrio. a. Elabore el DCL de la esfera. b. Dibuje el sistema de coordinadas que considere apropiado y escriba

las leyes de Newton en cada eje de este sistema. c. Calcule el valor de la tensión que genera el alambre sobre la esfera. d. Calcule el valor de la normal que ejerce la esfera sobre la pared.

5 

 

16,0 cm

16,0 cm

30,0 cm

4. Como se muestra en la figura, un bloque de 100 N cuelga estático de un cable unido a una barra que puede girar alrededor de un pivote en A. La barra, de masa despreciable, está sujeta mediante otro cable a la pared. Determine lo siguiente: a. el módulo de la tensión T1, b. el módulo de la tensión T2, c. el módulo de la fuerza de reacción en la

articulación A.

5 

 

30º 90º

A T1

T2