La aplicación de las leyes de Newton en la solución de problemas

En la figura 21 se muestran dos bloques de masa M2 = 2 Kg. que arrastra sobre el plano horizontal al cuerpo de masa M1 = 7 Kg. Calcular la aceleración del sistema y tensión de la cuerda.

Solución

Antes debemos hacer un diagrama del cuerpo libre.

Para el bloque horizontal se muestra la figura 21(a) y para el bloque vertical el diagrama de la figura 21(b).

Horizontalmente se desplaza hacia la derecha y la única fuerza que actúa es la tensión, por lo que puede escribirse de acuerdo con la segunda ley de Newton que:

T = M1 . a.………………………….…………….….… (I)

En el bloque de masa M2, se lleva a cabo un movimiento vertical hacia abajo, pudiéndose escribir que:

P2 – T = M2 . a.………………………………………… (II)

Sustituyendo T de la ecuación (I) en (II) se tiene:

P2 – M1 . a = M2 ( a

Transponiendo términos se tiene que:

P2 = M2 . a + M1 ( a

Sacando a como factor común:

P2 = a . (M2 + M1)

Despejando nos queda:

Sustituyendo todos los valores conocidos en la expresión (C) nos queda que:

La tensión de la cuerda la obtenemos sustituyendo en la expresión:

T = M1 . a = 2Kg. ( 2,17 m/s2

T = 4,34 N

Ley de gravitación universal.

1. Hallar la fuerza con que se atraen dos masas de 5,5 ( 1024 Kg. y 7,3 ( 1022 Kg. separados por una distancia de 3,8 ( 108 m.

Solución

F = ?

M1 = 5,5 . 1024 Kg.

M2 = 7,3 . 1022 Kg.

d = 3,8 . 108 m

Para calcular la fuerza de atracción entre las masas M1 y M2, sustituimos en la fórmula de la cuarta ley de Newton el valor de cada una de ellas, así como los valores de G, y de la distancia d:

Quedando la fórmula como sigue:

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