Guía n° 4 de ejercicios de gravitación y resortes

Resolver los siguientes ejercicios

Problema n° 1

Una fuerza horizontal constante de 40 N actúa sobre un cuerpo situado sobre un plano horizontal liso. Partiendo del reposo, se observa que el cuerpo recorre 100 m en 5 s. Determinar:

a) ¿Cuál es la masa del cuerpo?

b) Si la fuerza deja de actuar al cabo de 5 s, ¿qué distancia recorrerá el cuerpo en los 5 s siguientes?

• Respuesta: a) 5 kg; b) 200 m

Problema n° 2

A un cuerpo de 10 kg de masa se mueve con una velocidad constante de 5 m/s sobre una superficie horizontal. El coeficiente cinético de rozamiento entre el cuerpo y la superficie es de 0,2. Determinar:

a) ¿Qué fuerza horizontal se necesita para mantener el movimiento?

b) Si se suprime la fuerza, ¿cuándo se detendrá el cuerpo?

• Respuesta: a) 19,6 N; b) 2,55 s

Problema n° 3

Una bala de rifle que lleva una velocidad de 360 m/s, choca contra un bloque de madera blanda y penetra con una profundidad de 0,1 m. La masa de la bala es de 1,8 g, suponiendo una fuerza de retardo constante, determinar:

a) ¿Qué tiempo tardó la bala en detenerse?

b) ¿Cuál fue la fuerza de aceleración en N?

• Respuesta: a) 5,5·10^-4 s; b) -1.166,4 N

Problema n° 4

La masa de la Luna es, aproximadamente, 1/81 veces la de la Tierra, su radio es ¼ veces el de ésta. ¿Cuál es la aceleración de la gravedad en la superficie de la Luna?

• Respuesta: 1,94 m/s²

Problema n° 5

Un elevador de 2.000 kg de masa, sube con una aceleración de 1 m/s². ¿Cuál es la tensión del cable que lo soporta?

• Respuesta: 21.600 N

Problema n° 6

Un bloque de 8 N de peso se acelera hacia arriba mediante una cuerda cuya tensión de ruptura es de 12 N. Hállese la aceleración máxima que puede aplicarse al bloque sin que se rompa la cuerda.

• Respuesta: 24,5 m/s²

Problema n° 7

Un cuerpo está suspendido de una balanza de resorte sujeta al techo de un elevador. Determinar:

a) Si el elevador tiene una aceleración hacia arriba de 2,45 m/s² y la balanza indica 50 N, ¿cuál es el peso verdadero del cuerpo?

b) ¿En qué circunstancias la balanza indicará 30 N?

c) ¿Qué medirá la balanza si se rompe el cable del elevador?

• Respuesta: a) -40 N; b) 2,45 m/s²; c) 0 N

Problema n° 8

Un bulto de 20 kg de masa descansa sobre la caja de un camión. El coeficiente de rozamiento entre el bulto y el piso de la caja es de 0,1. El camión se detiene en un semáforo y luego arranca con una aceleración 2 m/s². Si el bulto se encuentra a 5 m de la culata del camión cuando éste arranca, determinar:

a) ¿Cuánto tiempo transcurrirá hasta que el bulto salga despedido por la culata del camión?

b) ¿Qué distancia recorrerá el camión en ese tiempo?

• Respuesta: a) 3,13 s; b) 9,8 m

Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina