Índice
Fuerza de Roce
- Considere un bloque de masa m=2,0kg que se encuentra sobre un plano inclinado de ángulo variable α.
- Si el coeficiente de roce estático entre el bloque y el plano inclinado es μe=0,40 ¿Cuál es el mayor valor del ańgulo α de modo que el bloque no deslice?
- Considere que el ańgulo α ha sido ajustado a 25∘. Ahora el bloque desliza sobre el plano con coeficiente de roce cinético μc=0,30. Calcule la fuerza de roce.
- En la situación de la pregunta anterior, determine la aceleración del bloque.
- Un bloque de masa m=4,0kg se encuentra unido a otro bloque de masa M=6,0kg a través de una cuerda sin masa. Los bloques se encuentran sobre una superficie de modo que el coeficiente de roce estático entre los bloques y la superficie es μe=0,60 y el coeficiente de roce cinético es μc=0,40. Sobre el bloque M actúa una fuerza →F que forma una ángulo α=30∘ con la horizontal como muestra la figura.
- ¿Cuál es la máxima magnitud de la fuerza →F que se puede aplicar de modo que el sistema se mantenga estático?
- Si se necesita que el sistema acelere hacia la derecha con a=3,0m/s2 ¿Cuánto debe medir la fuerza →F?
- Para la situación de la pregunta anterior ¿Permanece en contacto el bloque M con la superficie?
Indicación: El contacto existe si la fuerza normal entre la superficie y el bloque es mayor que cero.
- Considere la figura formada por el bloque de masa M=3,0kg y el bloque de masa m=1,0kg. Entre el bloque M y el suelo el coeficiente de roce cinético es μ2=0,30.
- ¿Cuánto debe medir la fuerza horizontal →F de modo que los bloques aceleren con a=1,50m/s2 hacia la derecha?
- ¿Cuánto debe medir el coeficiente de roce entre los bloques μ1 de modo que durante el movimiento el bloque m se mantenga sobre el bloque M?
- Considere un bloque de masa M=5,0kg que descansa sobre una superficie inclinada en α=30∘ respecto de la horizontal. El bloque M está conectado mediante una cuerda ideal que pasa por una polea sin masa, a un bloque de masa m=3,0kg que cuelga libremente.
- Si el sistema se encuentra estático ¿En qué dirección apunta la fuerza de roce?
- ¿Cuáles son los valores del coeficiente de roce estático μe que permiten mantener el equilibrio?
- En la siguiente figura, la relación entre las masas de los bloques es: M=3m
- Para que el sistema completo permanezca estático ¿Qué valores debe tomar el coeficiente de roce estático μe entre la mesa y el bloque M?
- Si el bloque M se está deslizando y el coeficiente de roce cinético es μc=0,10 ¿Cuál es la aceleración del bloque m?
- En la figura a continuación las masas de los bloques son m1=4,0kg, m2=2,0kg y M=6,0kg. Considere que el coeficiente de roce estático es μe=0,18, el coeficiente de roce cinético es μc=0,15 y el ángulo del plano inclinado es α=30∘
- Determine hacia que lado intenta caer el sistema. (Para esto resuelva el problema como si no hubiese roce).
- ¿Permanece estático el sistema? (no olvide considerar el roce).
- En caso que no ¿Cuál es la aceleración del sistema?
- En la figura, el cubo de arista a=10,0cm y de masa M=2,00kg se encuentra unido, mediante una cuerda, a un bloque de masa m=0,50kg que cuelga de una polea. Si el coeficiente de roce estático entre M y la mesa es μe=0,35.
- Determine si el cubo desliza o no sobre la mesa.
- Calcule la rapidez a la que se mueve el cubo.
Ley de Hooke
- El sistema de la figura está en equilibrio apoyado sobre una mesa.
- En la figura, el bloque cuelga del extremo de un resorte ideal. El otro extremo se mantiene fijo. Si la constante elástica del resorte es k=17N/m, la masa del bloque es m=0,25kg y el ángulo del plano inclinado es α=50∘, determine
- La elongación del resorte.
- La fuerza de roce sobre el bloque.
- El mínimo coeficiente de roce estático que permite mantener esta situación.
- Un resorte de constante elástica k=500N/m se cuelga del cielo de un ascensor como muestra la figura.
- Con velocidad constante v=2,00m/s hacia arriba.
- Con aceleración constante de a=1,00m/s2 hacia arriba.
- Con aceleración constante de a=1,00m/s2 hacia abajo.
Respuestas
Fuerza de Roce
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- α=22∘.
- Fr=5,3N hacia la izquierda, paralela al plano.
- a=1,5m/s2 hacia la derecha, paralela al plano.
-
- Fmax=50N.
- F=80N.
- Sí, N=19N sobre M, hacia arriba.
-
- F=18N.
- μ1≥0,153.
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- Hacia la izquierda, paralela al plano inclinado.
- μe≥0,12.
-
- μe≥0,17.
- a=0,36m/s2 hacia abajo.
-
- El bloque m1 sube, el bloque M cae hacia la derecha y el bloque m2 cae.
- No.
- a=0,18m/s2.
-
- La fuerza de roce máxima es Fr=6,9N hacia la derecha mientras T=4,9N hacia la izquierda, entonces el bloque no desliza.
- v=3,1m/s.
Fuerza Elástica
- k=Mg/Δl.
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- Δl=0,11m.
- Fr=0,67N hacia abajo, paralela al plano inclinado.
- μmine=0,43.
-
- Δl=4,9cm.
- Δl=5,4cm.
- Δl=4,4cm.
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