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Problemas de Física

Alberto de Jesús Carranza García

2° Ley de Newton

1.- Si el peso de un bloque sobre el plano inclinado de la siguiente figura es de 500 N, con un ángulo de inclinación de 30° ¿Cual es la fuerza de fricción para el equilibrio estático?

N Fk

N

W

30°

w

La magnitud de la fuerza de fricción puede obtenerse directamente de:

Wy=wcos Ѳ

Σfx = 0

Wx=wsen Ѳ

W = 500N

Σfx = Fk - wx =Fk - wsen Ѳ =Fk - 250N =0

Wx = Wsen Ѳ =(500N)(sen30°) = 250N

Fk =250N

2. Un bloque de 6Kg situado sobre un plano inclinado sin fricción esta unido a una masa suspendida de 2.5Kg. Suponiendo que la polea no produzca fricción e ignorando las masas de la cuerda y la polea… ¿Cuál será la aceleración del sistema?

N F

a 1 2

Wy=wcos Ѳ

w

30°

Wx=wsen Ѳ

F = F2 – F1 = m2g – m1gsen30° = (m1 + m2) a a = m2g – m1gsen30°/ m1 + m2 a = (2.5Kg) )(9.8m/s2) – 6kg (9.8m/s2) (0.5) / (2.5 + 6) kg a = 24.5 N – 29.4N / 8.5 Kg = -0.55m/seg2


Problemas de Física

Alberto de Jesús Carranza García

2° Ley de Newton

3. Dos bloques están en equilibrio estático sobre dos planos sin fricción, como se aprecia en la siguiente figura, si el peso W, es 4.0 N, ¿Cuánto pesa W2? 1 T

T

2 N2

T

T

N 2

1

W2y

W1y

60°

30°

30°

60°

W1x

W1x

De acuerdo con W1:

Con W2:

ΣFx = T – W1x = T – WsenѲ = 0 T – 4 sen 60° = 0 T = 3.5 N.

ΣFx = W2x – T = W2 sen 30° - T = 0 W2 = T/ sen30° =3.5 N / 0.500 N W2 = 7 Newton’s

4. Las masas m1=15Kg y m2=4kg están conectadas como se muestra a continuación con un coeficiente de fricción Mk=0.2, ¿Cuál será la aceleración del sistema cuando el bloque se desliza sobre el plano?

N

T

1

Fk 2

30°

W1cos Ѳ

w

W2 w1sen Ѳ

W1 = m1g =(15Kg)(9.8m/s2) = 147N W2 = m2g =(4Kg)(9.8m/s2) = 39.2N F=ma W1x - W2 – Fk = (m1+m2) a W1sen 30 - W2 – Fk = (15kg+4kg) a 73.5 N – 39.2 N – 25.46 N = 19a a = 8.84N/19Kg a = 0.46 m/s2

N= W1cos Ѳ N=147(cos30°) N= 127.30N Fk= (Mk)(N) Fk= 0.2 (127.30) Fk=25.46N


Problemas de Física

Alberto de Jesús Carranza García

2° Ley de Newton

5. Una caja de Madera que pesa 10Kg resbala hacia abajo sobre una rampa de acero, la cual tiene una inclinación de 20° bajo la influencia de la gravedad. Cuál es la aceleración de la caja? MK=0.30

N a

Fk

Fk

w

20°

Wy=wcos 20°

Wx=wsen 20°

W= mg =(10Kg)(9.8m/s2) = 98N La componente de la fuerza de peso que actúa hacia abajo del plano: Wx= Wsen 20° = (98N)(0.34) = 33N

La carga es igual a la componente de la fuerza del peso perpendicular a la superficie de la rampa, lo cual es igual a la fuerza normal. N= Wcos 20° = (98N)(0.94) = 92N N= 127.30N Fk = MkN = (0.3)(92N) = 28N F = ma Wx – Fk = ma 33N - 28N = 10kg a a = 33N – 28N / 10 Kg a = 0.50 m/s2


Problemas de Física

Alberto de Jesús Carranza García

2° Ley de Newton

6 – Una masa de 10 Kg se sostiene en un plano sin fricción y se conecta a una segunda masa M por medio del dispositivo ideal de cuerda y polea. El problema es encontrar la masa M, la fuerza de reacción del plano inclinado sobre la masa de 10 Kg y la tensión en la cuerda, si la aceleración de la masa M es de 3 m/s2 Hacia arriba.

R T

T

10 Kg M

37°

Wy=wcos37° Wx=wsen37°

Direccion y : R – W1cos37° = R – 78.4 N = 0 Direccion x : wsen37° - T = 58.8 – T = (10 kg)a = (10 kg) (3 m/s2 ) = 30 N T - mg = ma

w

> (3 m/s2) m

T = ma La fuerza de reacción es por tanto: R = 78.4N. De la segunda ecuación resulta: T = 58.8 N. Ultima ecuación: T = (3 m/s2) m 28.8N/3 m/s2 = m M= 2.25 Kg.

W = mg


Problemas de la segunda ley de Newton en Fisica .