PROBLEMAS DE NEWTON

APITULO 5 LAS LEYES DEL MOVIMIENTO

Problema 5.2 Edición cuarta Serway; Problema 5.20 Edición quinta Serway

Tres fuerza dadas por F1 = (- 2i + 2j )N, F2 = ( 5i - 3j )N, y F3 = (- 45i) N actúan sobre un objeto para producir una aceleración de magnitud 3,75 m/seg2

a) Cual es la dirección de la aceleración?

b) Cual es la masa del objeto?

c) Si el objeto inicialmente esta en reposo. Cual es su velocidad después de 10 seg?

d) Cuales son las componentes de velocidad del objeto después de 10 seg.

a) Cual es la dirección de la aceleración?

∑F = m * a

∑F = F1 + F2 + F3

∑F = (- 2i + 2j ) + ( 5i -3j ) + (-45i) = m * a = m * (3,75 ) a

Donde a representa la dirección de a

∑F = (- 42i - 1j ) = m * a = m * (3,75 ) a

u = arc tg 2,3809 * 10-2

u = 181,360

42 = = m * (3,75 ) a

La aceleración forma un ángulo de 1810 con respecto al eje x.

b) Cual es la masa del objeto?

42 = m * (3,75 )

c) Si el objeto inicialmente esta en reposo. Cual es su velocidad después de 10 seg?

d) Cuales son las componentes de velocidad del objeto después de 10 seg.

VX = VF * cos 181 = - 37,5 m/seg

VY = VF * sen 181 = - 0,654 m/seg

CAPITULO 5 LAS LEYES DEL MOVIMIENTO

Problema 5 – 4 Edición cuarta Serway;

Una partícula de 3 kg parte del reposo y se mueve una distancia de 4 metros en 2 seg. Bajo la acción de una fuerza constante única. Encuentre la magnitud de la fuerza?

m = 3 Kg.

X = 4 metros

T = 2 seg.

pero; V0 = 0

2 X = a t2

F = m * a

F = 3 * 2 = 6 Newton.

CAPITULO 5 LAS LEYES DEL MOVIMIENTO

Problema 5.5 Edición cuarta Serway; Problema 5.5 Edición quinta Serway

Una bala de 5 gr sale del cañón de un rifle con una rapidez de 320 m/seg. Que fuerza ejercen los gases en expansión tras la bala mientras se mueve por el cañón del rifle de 0,82 m de longitud. Suponga aceleración constante y fricción despreciable.

F = m * a

F = 0,005 * 62439,02 = 312,91 Newton.

CAPITULO 5 LAS LEYES DEL MOVIMIENTO

Problema 5.6 Edición cuarta Serway; Problema 5.6 Edición quinta Serway

Un lanzador tira horizontalmente hacia el frente una pelota de béisbol de 1,4 Newton de peso a una velocidad de 32 m/seg. Al acelerar uniformemente su brazo durante 0,09 seg Si la bola parte del reposo.

a. Que distancia se desplaza antes de acelerarse?

b. Que fuerza ejerce el lanzador sobre la pelota.

W = 1,4 Newton t = 0,09 seg. V0 = 0 VF = 32 m/seg

VF = V0 +a * t pero: V0 = 0

VF = a * t

W = m g

FX = m a = 0,142 * 355,55

FX = 50,79 Newton.

CAPITULO 5 LAS LEYES DEL MOVIMIENTO

Problema 5 – 7 Edición cuarta Serway

Una masa de 3 kg se somete a una aceleración dada por a = (2 i + 5 j) m/seg2 Determine la fuerza resultante F y su magnitud.

F = m a

F = 3 * (2 i + 5 j)

F = (6 i + 15 j) Newton

CAPITULO 5 LAS LEYES DEL MOVIMIENTO (CUARTA EDICION)

Problema 5.8 Edición cuarta Serway; Problema 5.4 Edición quinta Serway

Un tren de carga tiene una masa de 1,5 * 107 kg. Si la locomotora puede ejercer un jalón constante de 7,5 * 105 Newton. Cuanto tarda en aumentar la velocidad del tren del reposo hasta 80 km/hora.

m = 1,5 * 107 kg. V0 = 0 VF = 80 km/hora. F = 7,5 * 105 Newton.

F = m a

VF = V0 +a * t pero: V0 = 0

VF = a * t

SERWAY CAPITULO 5 LAS LEYES DEL MOVIMIENTO

Problema 5.9 Edición cuarta Serway

Una persona pesa 125 lb.

Determine a) Su peso en Newton.

b) Su masa en kg.

W = m g

CAPITULO 5 LAS LEYES DEL MOVIMIENTO

Problema 5.24 Edición quinta Serway

Una bolsa de cemento de 325 Newton de peso cuelgan de 3 alambres como muestra la figura p5 – 24. Dos de los alambres forman ángulos θ1 = 600 θ2 = 250 con la horizontal.

Si el sistema esta en equilibrio encuentre las tensiones T1 , T2 y T3

T1Y = T1 . sen 60 T2Y = T2. sen 25

T1X = T1 . cos 60 T2X = T2 . cos 25

S FX = 0

T1X - T2X = 0 (ecuación 1)

T1X = T2X

T2 . cos 25 = T1 . cos 60

T2 . 0,9063 = T1 . 0,5

(Ecuación 1)

S FY = 0

T1Y + T2Y – W = 0

T1Y + T2Y = W pero: W = 325 N

T1Y + T2Y = 325

T1 . sen 60 + T2. sen 25 = 325

0,866 T1 + 0,4226 T2 = 325 (Ecuación 2)

Reemplazando la ecuación 1 en la ecuación 2

0,866 T1 + 0,4226 T2 = 325

0,866 T1 + 0,4226 *(0,5516 T1) = 325

0,866 T1 + 0,2331 T1 = 325

1,099 T1 = 325

T1 = 295,72 N.

Para hallar TC se reemplaza en la ecuación 1.

T2 = 0,5516 T1

T2 = 0,5516 * (295,72)

T2 = 163,11 Newton.

CAPITULO 5 LAS LEYES DEL MOVIMIENTO

Problema 5.26 Edición cuarta Serway

Encuentre la tensión en cada cuerda para los sistemas mostrados en la figura P5.26. Ignore la masa de las cuerdas.

Pero:

T2X = T2 cos 50

T1X = T1 cos 40

Reemplazando

T2X = T1X

T2 cos 50 = T1 cos 40

...