PROBLEMAS DE FÍSICA APLICADA
ejercidas por separado por cada músculo. Hallar la fuerza total ejercida por los tres músculos juntos.
1. Halle la tensión de cada cuerda de la figura, cuando está suspendida una masa de 200 kg. Use g=10 m/s 2
4. Hallar la fuerza total aplicada a la cabeza del paciente por el dispositivo de tracción de la figura.
2. ¿Cómo podría un objeto de 100 N ser bajado de un tejado usando una cuerda con una resistencia a la rotura de 87 N sin que se rompa la cuerda? 3. El abductor de la cadera, que conecta la cadera al fémur, consta de tres músculos independientes que actúen a diferentes ángulos. La figura muestra los resultados de medidas de la fuerza
5. Para sostener la cabeza consideramos las fuerzan como indica la figura. Encuentre la fuerza F y M.
6. La figura muestra el antebrazo cuando la persona sostiene un peso de w1 = 15 N en la mano (W es el peso del antebrazo).Hallar la fuerza T ejercida por el músculo del bíceps y la fuerza E ejercida por la articulación del codo.
1. Un coche recorre 30 millas en 45 minutos a lo largo de una autopista recta. ¿Cuál es su rapidez media en kilómetros por hora? 2. Un piloto desea volar 2000 km en 4 horas ¿Cuál deberá ser su rapidez media en metros por segundo?
7. El músculo deltoides levanta el brazo hasta la posición horizontal, como muestra la figura adjunta a) Hallar la tensión T ejercida por el músculo y las componentes Rx y Ry de la fuerza ejercida por la articulación del hombre. b) ¿Cuál es la ventaja mecánica del musculo para levantar el brazo considerando tan sólo la que realiza torque?
3. En un examen se inyecta en el brazo de una persona un trazador que debe llegar al cerebro en 2 minutos, el flujo sanguíneo se mueve a razón de 25 cm/s. ¿Cuál es la distancia que debe recorrer en el sistema circulatorio dicho elemento? 4. Un impulso nervioso que viaja desde el pie tarda 10 ms en llegar al cerebro y 8 ms en devolver este último una respuesta. Suponiendo que la red nerviosa mide 2 m de recorrido, ¿cuál será la rapidez en cada caso? Si en otro caso tarda 14 ms en ir y volver el pulso (estimulo-respuesta) con la misma rapidez de ida al cerebro del caso anterior, ¿cuál es el valor del camino recorrido en esta nueva fibra nerviosa?
5. Un Peatón camina imprudentemente por cierto lugar y al intentar cruzar una calle no se percata de que viene un vehículo a una rapidez de 100 km/h. Cuando dicha persona ve el vehículo que viaja hacia él, éste ya se encuentra a 20 m de distancia. El estímulo visual viaja a través del nervio óptico (fibra sensitiva mielínica) a una rapidez de 100 m/s hasta la corteza visual occipital (trayecto = 15 cm). La corteza visual envía un estímulo motor a través del tracto corticoespinal hacia los músculos del miembro inferior, para intentar esquivar al vehículo. El trayecto de este estímulo es de 1,3 m a 60 m/s. (rapidez promedio de conducción para miembro inferior) a) ¿Cuánto demorará el auto (asumiendo que el conductor no se percata del peatón, por lo tanto no frena), en llegar hasta la ubicación del sujeto? b) ¿Cuánto demorará el sistema nervioso del sujeto en llevar a cabo la reacción refleja para esquivar al vehículo? c) Si bastase con esta reacción refleja para evitar el accidente ¿Se salvará el transeúnte?
1. Un avión para despegar recorre una pista de 700 m acelerando a razón de 14 m/s 2. Determine el tiempo que le toma y la rapidez con que despega. 2. Los fabricantes de un cierto tipo de automóvil anuncian que se acelera en directa de 30 a 100 Km/h en 13 segundos. Calcule la aceleración en m/s2 y la distancia que recorrerá el coche durante ese tiempo, suponiendo constante la aceleración. 3. Un eritrocito recorre la longitud de la arteria femoral del muslo 30 cm a una rapidez de 100 cm/s, para continuar por la arteria poplítea de la pierna que posee menor calibre y por ello una rapidez menor de 70 cm/s.
a) ¿Cuál es el valor de la aceleración que sufre el eritrocito al pasar a formar parte del flujo de la arteria poplítea? b) ¿Cuánto tiempo demora en recorrer la arteria femoral? 4. A un paciente, le inyectan un fármaco que debe llegar a una zona específica del cuerpo recorriendo el sistema sanguíneo una distancia de 20 m. El corazón bombea a razón de 70 latidos por minuto, imponiendo una aceleración en el torrente de 40 cm/s 2 en cada pulsación. Suponga que el ciclo es simétrico (bombeodescanso) y que el torrente sanguíneo se detiene cuasiinstantáneamente en el ciclo de descanso. Determine: a) El tiempo de cada bombeo. b) La rapidez máxima que adquiere el flujo sanguíneo en un bombeo. c) El tiempo que le toma al fármaco llegar a la zona de i nterés. 5. Dos exploradores, se han adentrado en la selva amazónica durante 4 horas, siguiendo un camino rectilíneo. El recorrido ha sido hecho en jeep y a pie, donde este último tramo duró 5 veces menos y fue 8,8 veces más lento. La rapidez media de todo el recorrido fue de 54 km/h, pero al final del recorrido uno de los exploradores es mordido por una serpiente por lo que se ven obligados a volver al jeep, lo que hacen, en un comienzo 3 veces más rápido que la caminata. Sin embargo, malas noticias, el veneno posee un efecto paralizante que actúa sobre la musculatura estriada desacelerando la marcha de los exploradores en 1/480 m/s 2. Además, peores noticias, el veneno es mortal y causa la muerte tras dar 77,8125 vueltas al organismo paralizando la musculatura lisa. En condiciones normales la sangre del explorador herido tarda 64 segundos en recorrer todo su organismo, si está corriendo lo hace 5 veces más rápido. En el camino recuerda que hay un fármaco vasodilatador en el jeep, al llegar lo ingiere de inmediato y la velocidad de su sangre se reduce a la mitad de lo normal. Con
el explorador herido casi inconciente, su compañero decide conducir al hospital más cercano ubicado a 10 km de donde se encuentra el jeep. a) ¿Cuál es la rapidez uniforme mínima, en kilómetros por hora, a la que el explorador ileso debe conducir para que su compañero llegue vivo al hospital? b) Si se cumplen estas condiciones, en las que evidentemente el explorador no alcanza a ser tratado ¿Cuánto tiempo vive desde que comenzó la excursión?
1. Una sola fuerza de 10 [N] actúa sobre una partícula de masa m. La partícula parte del reposo y se mueve sobre una recta a lo largo de una distancia de 18 m en 6 s. Hallar su masa m. 2. Un cuerpo de 5 kg es arrastrado a lo largo de una superficie horizontal sin razonamiento mediante una fuerza horizontal de 10 N. a) Si el objeto está en reposo para t = 0, ¿qué rapidez posee al cabo de 3 s? b) ¿Qué distancia ha recorrido desde t = 0 a t = 3 s? 3. La cantidad de sangre promedio en el cuerpo 7,5% de la masa total. En un hombre de 70 en un instante t dado con una aceleración fuerza de roce sanguíneo en ese instante Determine:
humano es igual al kg la sangre fluye de 0,02 m/s 2. La t es de 73 mN.
a) La fuerza neta que experimenta la sangre en el vaso sanguíneo en el instante t antes señalado. b) La fuerza que experimentaría si no tomáramos en cuenta la fuerza de roce.
4. En una pelea de Karate, uno de los oponentes lanza un golpe de puño a la zona del pectoral mayor de su contrincante. Si la fuerza del golpe es de 30 N y la masa del miembro superior de ese karateka es de 11 kg. ¿Cuál es la aceleración que se le imprime a dicho golpe?
