SOLUCIONARIO FISICA
Jimmy ReyesTarea7 de Agosto de 2017
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CAPITULO 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
[pic 1]
[pic 2]
[pic 3]
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 )
[pic 4]
c) Si el objeto inicialmente esta en reposo. Cual es su velocidad después de 10 seg?
[pic 5]
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.
[pic 6] pero; V0 = 0
[pic 7]
2 X = a t2
[pic 8]
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.
[pic 9]
[pic 10]
[pic 11]
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.
- Que distancia se desplaza antes de acelerarse?
- 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
[pic 12]
W = m g
[pic 13]
[pic 14]
[pic 15]
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
[pic 16]
[pic 17]
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.
[pic 18]
F = m a
[pic 19]
VF = V0 +a * t pero: V0 = 0
VF = a * t
[pic 20]
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.
[pic 21]
W = m g
[pic 22]
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
[pic 23]
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
[pic 24] (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
[pic 25]
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.
[pic 26]
Pero:
T2X = T2 cos 50
T1X = T1 cos 40
Reemplazando
T2X = T1X
T2 cos 50 = T1 cos 40
T2 0,6427 = T1 0,766
[pic 27]
T2 = 1,1918 T1 (ecuación 1)
∑ FY = 0
∑ FX = T2Y + T1Y - W = 0
Pero:
T2Y = T2 sen 50
T1y = T1 sen 40
W = m * g = 5 * 9,8 = 49 Newton
Reemplazando
T2Y + T1Y - W = 0
T2 sen 50 + T1 sen 40 – 49 = 0
T2 0,766 + T1 0,6427 – 49 = 0 (ecuación 2)
Reemplazando la ecuación 1 en la ecuación 2.
T2 0,766 + T1 0,6427 – 49 = 0 pero: T2 = 1,1918 T1
(1,1918 T1) * 0,766 + T1 0,6427 – 49 = 0
(0,9129 T1) + T1 0,6427 = 49
1,5556 T1 = 49
[pic 28]
Se reemplaza en la ecuación 1
T2 = 1,1918 T1 (ecuación 1)
T2 = 1,1918 (31,5 ) = 37,54 Newton
T2 = 37,54 Newton.
[pic 29]
Pero:
T1X = T1 cos 60
Reemplazando
T2 = T1X
T2 = T1 cos 60
T2 = T1 0,5
[pic 30] (Ecuación 1)
∑ FY = 0
∑ FY = T1Y - W = 0
Pero:
T1y = T1 sen 60
W = m * g = 10 * 9,8 = 98 Newton
Reemplazando
T1Y - W = 0
T1 sen 60 – 98 = 0
T1 sen 60 = 98 (ecuación 2)
[pic 31]
Reemplazando en la ecuación 1
[pic 32]
CAPITULO 5 LAS LEYES DEL MOVIMIENTO
Problema 5.29 Edición cuarta Serway
La distancia entre dos postes de teléfono es 45 metros. Un pájaro de 1 kg se posa sobre cable telefónico a la mitad entre los postes de modo que la línea se pandea 0,18 metros. Cual es la tensión en el cable (Ignore el peso del cable).
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