Newton

Problemas del taller III, Leyes de Newton y sus aplicaciones
1. Una rampa de acceso a una supercarretera es circular con radio R, y la carpeta asfáltica está inclinada un ángulo
β respecto a la horizontal. Demuestre que la velocidad constante máxima a la que el automóvil puede viajar en
la rampa sin perder tracción es
s
sen β + µs cos β
v = gR
cos β − µs sen β
2. Un cuerpo de masa m se suelta desde cierta altura sobre la superficie de un plano inclinado sin fricción y ángulo
de inclinación θ1 . El cuerpo demora en llegar al punto B un tiempo t. luego pasa por un tramo horizontal que
tiene una longitud x y un coeficiente de fricción cinético µ1 . Finalmente, el cuerpo sube por un plano inclinado
de ángulo θ2 y coeficiente de fricción cinética µ2 hasta que se detiene.
a) Calcule la distancia recorrida por el cuerpo cuando baja sobre el plano inclinado.
b) Calcule la velocidad en el punto C.
c) Calcule la distancia hasta la cual sube el cuerpo sobre el segundo plano inclinado.
θ1 B C θ2
3. El bloque A, de peso 3w, resbala con rapidez constante bajando por una plano S inclinado 36, 9o mientras la
tabla B, de peso w, descansa sobre A, estando sujeta con un hilo a la pared, como se muestra en la figura.
a) Dibuje un diagrama de todas las fuerzas que actúan sobre el bloque A.
b) Si el coeficiente de fricción es igual entre A y B que entre S y A, determine su valor.
B
A
S 36.9 o
4. Dos bloques de masa m1 y m2 se apilan como en la figura y se colocan sobre una superficie horizontal sin fricción.
Entre los bloques hay fricción. Se aplica una fuerza externa de magnitud F al bloque superior con un ángulo α
bajo la hirozontal.
α
F m1
m2
a) Si los bloques se mueven juntos, calcule su aceleración.

b) Demuestre que los bloques se mueven juntos sólo si
µs m1 (m1 + m2 )g
F ≤
m2 cos α − µs (m1 + m2 ) sen α
5. Un bloque se coloca contra el frente vertical de un carrito como se muestra en la figura.¿Qué aceleración debe
tener el carrito para que el bloque A no caiga? El coeficiente de fricción estática entre el bloque y el carro es µs .
¿Cómo describirı́a un observador en el carro el comportamiento del bloque?
6. El bloque de 4kg de la figura está unido a una varilla vertical con dos hilos. Cuando el sistema gira sobre el eje
de la varilla, losm hilos se extienden como se muestra y la tensión en el hilo superior es de 80N.
a) ¿Qué tensión hay en el otro hilo?

b) ¿Cuántas revoluciones por minuto(rpm) da el sistema?
c) Calcule las rpm con las que el hilo inferior pierde toda tensión.
d ) Explique que sucede si el número de de rpm es menor que en (c).
1.25m
2m 4kg
1.25m
7. Una cuenta pequea puede deslizarse sin fricción por un aro circular de 0.1m de radio que está en un plano
vertical. El aro gira con rapidez constante de 4 rev/s sobre un diámetro vertical.
a) Calcule el ángulo β en que la cuenta está en equilibrio vertical. (Desde luego tiene aceleración radial hacia
el eje).
b) ¿Podrı́a la cuenta mantenerse a la misma altura que el centro delaro?
c) ¿Qué sucede si el aro gira a 1 rev/s?
0.1m
8. Un carrito de control remoto con masa de 1.6 kg su mueve con v = 12m/s (constante) en un cı́rculo vertical
dentro de un cilibdro hueco de 5 m de radio. Calcule la magnitud de la fuerza normal ejercida sobre el coche por
las paredes del cilindro
a) En el punto A (nadir del cı́rculo vertical)
b) En el punto B (cenit del cı́rculo vertical)
B
v=12 m/s
5m
v=12 m/s
111111111111111
000000000000000
A
Algunos problemas recomendados

Estos problemas no hacen parte del taller para entregar. Son ejercicios que complementan el estudio del tema de
leyes de Newton.
SEARS, Francis W. ZEMANSKY, Mark W. YOUNG, Hugh. FREEDMAN, Roger. Fı́sica Uni-
versitaria Vol. 1. Undécima edición. México. Addison-Wesly-Logman, 2004. 791 p. ISBN 970-
26-0512-1.
Capitulo 5
Problemas: 11, 13, 23, 39, 46, 62, 67, 83, 85,8 6, 114, 117.
SERWAY, Raymond A. Fı́sica Tomo I. Cuarta edición. México. McGraw-Hill, 1997. 645 p. ISBN
970-10-1296-8.
Capitulo 5
Problemas : 26, 30, 33, 35, 41, 59, 65, 67, 74, 78, 86.
Capitulo 6
Problemas : 18, 20, 38, 44, 49.

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Problemas del taller III, Leyes de Newton y sus aplicaciones

a) Si los bloques se mueven juntos, calcule su aceleración.

a) ¿Qué tensión hay en el otro hilo?

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