PROBLEMAS LEYES DE NEWTON
1) En la figura un motor de peso w cuelga de una cadena unida medianteun anillo O a otras dos cadenas, una sujeta al techo y la otra ala pared. Calcule las tensiones en las tres cadenas en términos de w. Los pesos de las cadenas y el anillo son despreciables

2) Usted intenta mover una caja de 500 N por un piso horizontal. Para comenzara moverla, debe tirar con una fuerza horizontal de 230 N. Unavez que la caja “se libera” y comienza a moverse, puede mantenerse a velocidad constante con sólo 200 N. ¿Cuales son los coeficientes de fricción estatica y cinética?
3) En la figura. , un deslizador de masa ml se mueve sobre un riel de aire horizontal, sin fricción, en el laboratorio de física. El deslizador esta conectado a una pesa de masa m2 mediante un cordón ligero, flexible e inelastico que pasa por una pequeña polea sin fricción. Calcule la aceleración de cada cuerpo y la tensión en el cordón.

4) Un arqueólogo audaz cruza, mano sobre mano, de un risco a otro colgado de una cuerda estirada entre los riscos. Se detiene a la mitad para descansar. La cuerda se rompera si su tensión excede 2.5x104N, y la masa de nuestro héroe es de 90.0 kg. a) Si el angulo es 10.0°, calcule la tensión en la cuerda. b) ¿Quévalor mínimo puede tener el angulo sin que se rompa la cuerda?


5) Sobre una rampa muy lisa (sin fricción), un automóvil de 1130 kg se mantiene en su lugar con un cable ligero, como se muestra en la figura. El cable forma un angulo de 31.0° por arriba de la superficie de la rampa, y la rampa misma se eleva a 25.0° por arriba de la horizontal. a) Dibuje un diagrama de cuerpo libre para el auto. b) Obtenga la tensión en el cable. c) ¿Qué tan fuerte empuja la superficie de la rampa al auto? 6) Un hombre empuja un piano de 180 kg de masa para que baje deslizandose con velocidad constante, por una rampa inclinada 18° sobre la horizontal. Ignore la fricción que actúa sobre el piano. Calcule la magnitud de la fuerza aplicada por el hombre si él empuja a) paralelo a la rampa y b) paralelo al piso.

7) Un trabajador de bodega empuja una caja de 11.2 kg de masa sobre una superficie horizontal con rapidez constante de 3.50 m/s. El coeficiente de fricción cinética entre la caja y la superficie es de 0.20. a) ¿Qué fuerza horizontal debe aplicar el trabajador para mantener elmovimiento? b) Si se elimina esta fuerza, ¿qué distancia se deslizaría la caja antes de parar?

8) Una caja de bananas que pesa 40.0 N descansa en una superficiehorizontal. El coeficiente de fricción estatica entre la caja y la superficie es de 0.40, y el coeficiente de fricción cinética es de 0.20. a) Si no se aplica alguna fuerza horizontal a la caja en reposo, ¿qué tan grande es la fuerza de fricción ejercida sobre la caja? b) ¿Qué magnitud tiene la fuerza de fricción si un mono aplica una fuerza horizontal de 6.0 N a la caja en reposo? c) ¿Qué fuerza horizontal mínima debe aplicar el mono para poner en movimiento la caja? d) ¿Qué fuerza horizontal mínima debe aplicar el mono para que la caja siga moviéndose con velocidad constante, una vez que haya comenzado a moverse? e) Si el mono aplica una fuerza horizontal de 18.0 N, ¿qué magnitud tiene la fuerza de fricción y qué aceleración tiene la caja?

9) Usted esta bajando dos cajas, una encima de la otra, por la rampa que se muestra en la figura, tirando de una cuerda paralela a la superficie de la rampa. Ambas cajas se mueven juntas a rapidez constante de 15.0 cm/s. El coeficiente de fricción cinética entre la rampa y la caja inferior es 0.444, en tanto que el coeficiente de fricción estatica entre ambas cajas es de 0.800. a) ¿Qué fuerza debera ejercer paralograr esto? b) ¿Cuales son la magnitud y la dirección de la fuerza de fricción sobre la cajasuperior?


10) Calcule la tensión en cada cordón de la figura si el peso del objeto suspendido es w.

11) Se tira horizontalmente de tres trineos sobre hielo horizontal sin fricción, usando cuerdas horizontales. El tirón es horizontal y de 125 N de magnitud. Obtenga a) la aceleración del sistema, y b) la tensión en las cuerdas A y B.

12) Un bloque de hielo de 8.00 kg, liberado del reposo en la parte superior de una rampa sin
fricción de 1.50 m de longitud, se desliza hacia abajo y alcanza una rapidez de 2.50 m>s en
la base de la rampa. a) ¿Qué angulo forma la rampa con la horizontal? b) ¿Cual sería la
rapidez del hielo en la base de la rampa, si al movimiento se opusiera una fuerza de fricción
constante de 10.0 N paralela a la superficie de la rampa?
13) Distancia de frenado. a) Si el coeficiente de fricción cinética entre neumaticos y pavimento
seco es de 0.80, ¿cual es la distancia mínima para detenerse un automóvil que viaja a 28.7
m/s bloqueando los frenos? b) En pavimento húmedo, el coeficiente de fricción cinética
podría bajar a 0.25. ¿Con qué rapidez debemos conducir en pavimento húmedo para poder
parar en la misma distancia que en el inciso a)? (Nota: bloquear los frenos no es la forma
mas segura de parar.


14) Losbloques A, B y C se colocan como en la figura y se conectan con cuerdas de masa
despreciable. Tanto A como B pesan 25.0 N cada uno, y el coeficiente de fricción cinética
entre cada bloque y la superficie es de 0.35. El bloque C desciende con velocidad constante.
a) Dibuje un diagrama de cuerpo libre que muestre las fuerzas que actúan sobre A, y otro
para B. b) Calcule la tensión en la cuerda que une los bloques A y B. c) ¿Cuanto pesa el
bloque C? d) Si se cortara la cuerda que une A y B, ¿qué aceleración tendría C?

15) Dos cajas conectadas por una cuerda estan en una superficie horizontal. La caja A tiene m A
la B, mB. El coeficiente de fricción cinética entre las cajas y la superficie es µk. una fuerza
horizontal F tira de las cajas hacia la derecha con velocidad constante. En términos de mA,
mB y µk, calcule a) la magnitud de F y b) la tensión en la cuerda que une los bloques. Incluya
el o los diagramas de cuerpo libre que usó para obtener cada respuesta.

16) El bloque A de la figura tiene masa de 4 kg, y el B, de 12 kg. El coeficiente de fricción
cinética entre B y la superficie horizontal es 0.25. a) ¿Qué masa tiene el bloque C si B se
mueve a la derecha con aceleración de 2 m/s2? b) ¿Qué tensión hay en cada cuerda en talsituación?


17) Determine la aceleración de cada bloque de la figura en términos de m1, m2 y g. No hay
fricción en ninguna parte del sistema.

PROBLEMAS DE TRABAJO Y ENERGIA
1) En una pista de hielo horizontal, practicamente sin fricción, una patinadora que se mueve a
3 m/s encuentra una zona aspera que reduce su rapidez en un 45% debido a una fuerza de
fricción que es el 25% del peso de la patinadora. Use el teorema de trabajo-energía para
determinar la longitud de la zona aspera.
2) A partir del reposo en el punto a de la figura, una bola de 0.5 kg se desliza sobre un alambre
curvo. El segmento de A a B no tiene fricción y el segmento de B a C es rugoso. a) encuentre la
velocidad de la bola en B. b) Si la bola se detiene en C, encuentre la energía perdida debido a
la fricción conforme se mueve de B a C.

3) Una bola de 112 g es arrojada desde una ventana a una velocidad inicial de 8.16 m/s y un
angulo de 34° sobre la horizontal. Usando la conservación de la energía, determine a) la
energía cinética de la bola en la parte mas alta de su vuelo y b) su velocidad cuando esta a
2.87 m debajo de la ventana. Desprecie la fuerza de arrastre del aire.
4) Considere el sistema de la figura. La cuerda y la polea tienen masasdespreciables y la polea
no tiene fricción. El bloque de 6 kg se mueve inicialmente hacia abajo, y el de 8 kg lo hace a
la derecha, ambos con rapidez de 0,9 m/s. los bloques se detienen después de moverse 2 m.
use el teorema de trabajo – energía para calcular el coeficiente de fricción cinética entre el
bloque de 8 kg y la mesa.


5) Una pelota de caucho de 650 g se deja caer desde una altura de 2,5 metros y en cada rebote
alcanza el 75% de la altura que alcanzó en el rebote anterior. a) calcule la energía mecanica
inicial de la pelota, inmediatamente después de soltarse desde la altura original. b) ¿Cuanta
energía mecanica pierde la pelota en su primer rebote? ¿Qué sucede con esa energía? c)
¿Cuanta energía mecanica se pierde durante el segundo rebote?
6) Un resorte de masa despreciable tiene constante de fuerza k= 1700 N/m. a) ¿Qué tanto debe
comprimirse para almacenar en él 3.2 J de energía potencial? b) El resorte se coloca
verticalmente con un extremo en el piso y se deja caer sobre él un libro de 1.4 kg desde una
altura de 0.8 m. Determine la distancia maxima que se comprimira el resorte.
7) En un puesto de carga de camiones de una oficina de correos, un paquete de 0.2 kg se suelta
del reposo en el punto A de una vía que forma uncuarto de círculo con radio de 1.6 m. El
paquete es tan pequeño relativo a dicho radio que puede tratarse como partícula. El paquete
se desliza por la vía y llega al punto B con rapidez de 4.8 m/s. A partir de ahí, el paquete se
desliza 3 m sobre una superficie horizontal hasta el punto C, donde se detiene. a) ¿Qué
coeficiente de fricción cinética tiene la superficie horizontal? b) ¿Cuanto trabajo realiza la
fricción sobre el paquete al deslizarse éste por el arco circular entre A y B?

8) Una partícula de 0.6 Kg tiene una velocidad de 2 m/s en el punto A y energía cinética de 7.5 J
en el punto B cual es:
a) ¿La energía cinética en A?
b) ¿Su velocidad en B?
c) ¿el trabajo total hecho sobre la partícula cuando se mueve de A a B?
9) Una partícula de masa m= 5 Kg es liberada desde el punto A y se desliza por un resbaladero
sin fricción tal como se muestra en la figura. Determine:
a. La velocidad de la partícula en los puntos B y C
b. El trabajo hecho por la fuerza gravitacional cuando la partícula se mueve de A a C


10) Un bloque de masa de 10 Kg es empujado sobre un plano rugoso e inclinado con una
velocidad inicial de 1.5 m/s. La fuerza de empuje es 100 N paralela al plano inclinado, el cual
forma un angulo de 20° con la horizontal.El coeficiente de fricción cinética es 0.4 y el bloque
se empuja 5 m.
a. ¿Cuanto trabajo efectúa la fuerza gravitacional sobre el bloque?
b. Determine el trabajo efectuado por la fuerza de fricción sobre el bloque
c. ¿Cual es el cambio de la energía cinética en el bloque?
11) Una bala tiene dos veces la masa de una segunda bala. Si ambas son disparadas de tal forma
que adquieren la misma velocidad, cual tiene mas energía cinética? Cual es la razón de la
energía cinética en las dos balas?
12) Una partícula de 200 gramos es liberada del reposo en el punto A a lo largo de un diametro
horizontal en el interior de una tasa semiesférica de superficie rugosa de radio igual a 30
cm. La velocidad de la partícula en B es 1.5 m/s. Determine:
a. ¿La energía cinética en B?
b. ¿Cuanta energía mecanica es transformada en otras energías cuando la partícula se
mueve de A a B?
c. ¿Es posible determinar el coeficiente de fricción a partir de estos resultados de una
manera simple? Explique.

13) Un esquiador de 70 Kg de masa es tirado por un motor en un sistema de cable. ¿Cuanto
trabajo se requiere para llevarlo a una distancia de 60 m hacia arriba con una pendiente de
30° (asuma que no existe fricción) a una velocidad constante de 2 m/s?