Problemas
(I) ¿Qué fuerza se requiere para acelerar a un niño sobre un trineo (masa total 55 kg) a 1.4 ms! " #$m.a $%&kg'1.!5ms $5* !. (I) +na fuerza neta ,e !%5 * acelera a una persona en bicicleta a !.-& ms! . ¿u/l es la masa ,e la persona 0unto con la bicicleta" # $ ma m $ m1 2 m! ( masa ,e la bicicleta 3 ,el con,uctor) a $ !.- ms !%5 $ (m12m!)!(m12m!)!m1 2 m! $ !%5!m12m! $115.!1-.. kg -. (I) ¿u/l es el peso ,e un astronauta ,e %6 kg a) en la 7ierra b) en la 8una (g 1. ms! ) c) en 9arte (g -. ms! ) ,) en el espacio e:terior ;ia0an,o ;ia0an,o con ;eloci,a, constante" $mg m$masa g$gra;e,a, a) en la tierra >$mg$%(.61)$45.5%*
b)en la luna (g$1.ms!) >$mg$%(1.)$1!.!* c) en marte (g$-.ms!) >$mg$%(-.)$!61.!* ,)en el espacio e:teriro al ;ia0ar con ;eloci,a, constante" >$mg$%(&)$& ) ¿u/nta tensi?n ,ebe resistir una cuer,a si se usa para acelerar @orizontalmente un autom?;il ,e 1!1& kg a lo largo ,e una superficie sin fricci?n a 1.!& ms! " Aebe resistir una tensi?n B7B que pue,es ,eterminar aplican,o las le3es ,e *eCton 7 $ m. a ,on,e m es la masa ,el autom?;il 3 BaB la aceleraci?n 7 $ 1!1&kg . 1!&ms! $ ¿ 8a soga ,ebe resistir una tensi?n ,e ¿¿ *
11. (II) ¿Qué fuerza prome,io se necesita para acelerar una bala ,e .!& gramos ,es,e el reposo @asta 1!5 ms en una ,istancia ,e &.6&& m a lo largo ,el barril ,e un fusil"
Dplicamos el teorema ,e las fuerzas ;i;as. El traba0o ,e una fuerza aplica,a a un cuerpo pro,uce una ;ariaci?n en su energFa cinética. 8a ;eloci,a, inicial es cero # , $ 1! m GH ,espe0amos # 3 resol;emos. # $ &&&!& kg (1!5 ms) (! . &6&& m) $ 66 * -!. (II) +na pelota se lanza @orizontalmente ,es,e el tec@o ,e un e,ificio ,e .& m ,e altura 3 cae a .5 m ,e la base ,el e,ificio. ¿u/l fue la rapi,ez inicial ,e la pelota" +na pelota se lanza @orizontalmente ,el tec@o ,e un e,ificio ,e m ,e altura .......
...... ..J KKL ; ........M..... ........M......J ........M.... .........M..... .....J ........M..... ........M..... ... .....J ........M..... ....@ $ m..... ........J.. t ........M..... ........M..... .... ..........J ........M.... .........M..... .... ............J ........M..... ........M..... .... .............J ........MM J
........ ......... .....MNK e $ 5 m KKLM a) Dnalizan,o el mo;imiento Gertical @allaremos el tiempo que tar,a en caer libremente m ,e altura AD7OP Geloci,a, inicial ........ ....... Go $ & aceleraci?n actuante ...... .... g $ 6 m s! altura ,e caF,a ............. ...... @ $ m tiempo ,e caF,a ......... ........ t $ " >ara calcular el tiempo ,e caF,a aplicaremos ................ ................ @ $ Go . t 2 1! g . t! reemplazan,o ;alores ................ ................ $ & 2 1! ( 6 ) ( t )! ................ ................ $ 4 t! ................... ..... 16-% $ t! ........ ........... ........ .... t $ 1-55 segun,os
b) Dnalizan,o el mo;imiento Rorizontal calcularemos la ;eloci,a, ,e sali,a ,e la pelota
Dplicaremos ................ ................ e $ ; : t reemplazan,o ;alores ................ ............. 5 $ ( ; ) ( 1-55 ) ................ ................ ; $ &1 m s ......... ............. SEP>+EP7D (II) +na ca0a con masa ,e %.& kg se acelera ,es,e el reposo me,iante una fuerza a lo largo ,e un piso a una tasa ,e !.& ms! ,urante .& s. Aetermine en traba0o neto efectua,o sobre la ca0a. 8os ,atos ,e este problema son AD7OP masa ,e la ca0a ........... m $ 5 kg cambiar por %kg aceleraci?n a,quiri,a...... a $ ! m s! #uerza actuante ..... . .... # $ " Geloci,a, inicial .... ......Go $ & tiempo en mo;imiento ......t $ s ,istancia recorri,a .......... e $ "
a) Dplican,o la Pegun,a 8e3 ,e *eCton calculamos la #uerza actuante sobre la ca0a..... ......................... #r $ m : a
reemplazan,o ;alores .......................... # $ ( 5 ) ( ! ) .......................... # $ 1& * ...............
b) 8uego ;amos a calcular la ,istancia recorri,a aplican,o .......................... e $ Go . t 2 1! a . t! reemplazan,o ;alores .......................... e $ ( & ) 2 1! ( ! ) ( )! .......................... e $ 4 metros ........................
c) El traba0o neto realiza,o sobre la ca0a ser/ .......... .......7raba0o $ #uerza : ,istancia reemplazan,o ;alores ......................... T $ ( 1& ) ( 4 ) ......................... T $ 4& Uoule ............. SEP>+EP7D (II) ¿u/l es el traba0o mFnimo necesario para empu0ar un autom?;il ,e 5& kg -1& m @acia arriba a lo largo ,e una pen,iente inclina,a .&o sobre la @orizontal" Aesprecie la fricci?n.
51. (I) a) Pi se triplica la energFa cinética ,e una partFcula ¿en qué factor se incrementa su rapi,ez" b) Pi la rapi,ez ,e una partFcula ,isminu3e a la mita, ¿en qué factor cambia su energFa cinética"