Si el bloque de masa 7Kg está siendo apoyado contra el techo al cual se le ejerce una fuerza de 35N. Determina la fuerza aplicada sobre el bloque. (g=10m/s2)
Respuestas
Respuesta:El presente texto corresponde al trabajo realizado por el Equipo de Nivelaci´on de F´ısica durante el primer
semestre de 2017. Con el apoyo de la Direcci´on de Pregrado de la Escuela de Ingenier´ıa de la Pontificia Universidad Cat´olica de Chile, este equipo recopil´o y resolvi´o diversos problemas en cuatro t´opicos introductorios
al curso Est´atica y Din´amica.
La selecci´on de los problemas tienen como objeto facilitar la adaptaci´on de los alumnos a la f´ısica de nivel universitario. El orden de los mismos es incremental en dificultad, de acuerdo al criterio del ayudante que elabor´o
este documento. En el final del mismo se pueden encontrar las fuentes de donde provienen los problemas e
im´agenes utilizados en la elaboraci´on de este compilado.
Esperamos que este conjunto de problemas resulte de utilidad para los alumnos, y que contribuya a su proceso
educativo en el primer curso de f´ısica durante su formaci´on como Ingenieros. Cualquier comentario, favor comunicarse con la Direcci´on de Pregrado para canalizar las inquietudes a quien corresponda.
Explicación:
Problema 1.
El sistema de la figura consiste en un bloque de masa M que se mueve de manera horizontal sobre una mesa
sin roce. El bloque de masa M est´a conectada, a trav´es de una cuerda de masa ideal que pasa por una polea,
a un bloque de masa m que cuelga y se puede mover de manera vertical. Dibuje el diagrama de fuerzas para
cada masa.
Soluci´on:
Para el bloque de masa M existen tres fuerzas, una paralela a la mesa y dos perpendiculares a ella:
En direcci´on del eje y est´a el peso del bloque de masa M, PM = Mg que sale del bloque y apunta hacia abajo
(en direcci´on al centro de la Tierra), y su fuerza normal, que apunta hacia arriba (perpendicular a la superficie)
y su m´odulo es igual al del peso, es decir, NM = PM.
En direcci´on al eje x est´a la tensi´on de la cuerda T, que sale del bloque y apunta hacia la polea (sentido de x
positivo). Para el bloque de masa m existen dos fuerzas:
El peso del bloque de masa m es Pm = mg y apunta hacia abajo, es decir, hacia −y. La tensi´on, que sale del
bloque con sentido a la polea, tiene la misma magnitud que la tensi´on en el bloque M debido a que la tensi´on
de una cuerda es la misma en cuaquier punto es esta.
Problema 2.
En la figura, una bola de masa m cuelga sujetada a una cuerda ideal. Esta cuerda, a su vez, est´a unida a dos
cuerdas ideales (no tienen masa ni peso) sujetadas a una superficie horizontal. Dibuje el diagrama de fuerzas
de la bola y del punto en donde se unen las cuerdas.
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Soluci´on:
El diagrama de fuerzas para la bola de masa m es: