Tarea correspondiente a la unidad de dinámica FÍSICA INTRODUCTORIA 1. Un hombre aplica la fuerza F1 = (4 N, -6 N) en una esquina de un saco de arroz. En esa misma esquina, otro hombre aplica la fuerza F2 =(6 N, 3 N). Los dos hombres se disputan el saco de arroz. a) ¿Cuál es la fuerza resultante F sobre el saco de arroz? b) ¿Cuál es su magnitud F? c) ¿Cuál es la dirección de la fuerza resultante F? Las fuerzas están referidas a un sistema de coordenadas rectangulares. Resp. a) r FR = (10, −3) N , b) 10. 4 N , c) 16.7 o al sur del este 2. Un cuerpo de masa 5.1 kg es empujado sobre una superficie horizontal lisa bajo la acción de una fuerza constante F=5.7N que forma un ángulo de 10º con la dirección del movimiento (eje x). a) Determine la aceleración. b) Halle el desplazamiento del cuerpo al cabo 2.0 s si éste comienza a moverse desde el reposo. Resp. a) 1.1 m / s 2 , b) 2.2 m 3. Un cuerpo que se mueve rectilíneamente con una rapidez de 8.00 m/s sobre una superficie horizontal se detiene después de recorrer una distancia de 15.4m. a) Determine su aceleración b) Halle el tiempo que tarda en detenerse. Resp. a) – 2.08 m / s 2 , b) 3.85 s 4. Un cuerpo de masa 2.5 kg es empujado sobre una superficie horizontal bajo la acción de una fuerza constante F=8.7N dirigida a favor del movimiento. a) Determine la aceleración. b) Halle el desplazamiento del cuerpo si este comienza a moverse desde el reposo al cabo 4s. m / s 2 , b) 28 m r r Las dos fuerzas f1 y f 2 que se muestran en la figura actúan sobre un objeto de 27.0 Kg colocado en Resp. a) 3.5 5. una mesa sin fricción. Si f1 = 10.2 N y f 2 = 16.0 N aceleración en cada caso. Resp. En el primer caso: , encuentre la fuerza neta sobre el objeto y su r FR = (−10.2, −16.0) N , r FR = 19.0 N ,57.5o al r r a = (−0.378, −0.593)m / s 2 , a =0.704 m / s 2 , 57.5o al sur del oeste r r o En el segundo caso: FR = (8.83,10.9) N , FR = 14.0 N ,51.0 al norte del este r r a = (0.327, 0.404)m / s 2 , a =0.520 m / s 2 51.0o al norte del este sur del oeste. r 6. Tres fuerzas que actúan sobre un objeto se proporcionan por f1 = (−2.00, 2.00) N , r r f 2 = (5.00, −3.00) N , f 3 = (−45.00, 0.00) N . El objeto experimenta una aceleración de 3.75 m / s 2 de magnitud. a) ¿Cuál es la dirección de la aceleración? B) ¿Cuál es la masa del objeto? c) Si el objeto está inicialmente en reposo, ¿ cuál es su rapidez después de 10.0 s? d) ¿Cuáles son las componentes de velocidad del objeto después de 10.0 s? r Resp. a) 1.36o al sur del oeste, b) 11.2 Kg , c) 37.5 m/s, d) v = (−37.5, −0.89)m / s 7. Se observa que una masa de 1.00 Kg se acelera a 10.0 m / s 2 en una dirección 30.0o al norte r del este. Observar figura. La fuerza f 2 que actúa sobre la masa tiene una magnitud de 5.00 N r y está dirigida hacia el norte. Determine la magnitud y dirección de la fuerza f1 que actúa sobre r r la masa. Resp. f1 = (8.66 , 0 ) N, f1 = 8.66 N al este 8. De manera simultánea se aplican fuerzas de 10.0 N al norte , 20.0 N al sur sobre una masa de 4.00 Kg mientras ésta está en reposo sobre una mesa. Determinar su aceleración. r r Resp. a = (0, −2.5)m / s 2 , a = 2.5m / s 2 al sur 9. En la figura se muestra una gráfica velocidad-tiempo de un objeto que se mueve a lo largo del eje x. a) Trace una gráfica de la aceleración en función del tiempo, b) Trace una gráfica de la fuerza promedio aplicada al objeto en los intervalos de tiempo t = 0 s a t = 5.00 s t = 5.00 s a t = 15.0 s y t = 15.0 s a t = 20.0 s . 10. Una partícula parte del reposo y acelera como se muestra en la figura. a) Construya una gráfica de la fuerza aplicada a la partícula en función del tiempo. b) Determine la rapidez de la partícula en t = 10.0 s y t = 20.0 s. c) Determine la distancia recorrida en los primeros 20.0 s.