Materia: FÍSICA GENERAL ICarrera: FÍSICA MEDICA

PRACTICA 2: ESTATICA

Para desarrollar esta práctica los alumnos deberán conocer: - Fuerza de roce. - Centro de gravedad. - Momentos. - Condiciones de equilibrio de traslación y rotación

Problema 1: Un bloque de masa 20 kg se encuentra en reposo sobre una superficie horizontal. El coeficiente estático de rozamiento entre el bloque y la superficie es 0,4 y el coeficiente dinámico 0,2. a) Cuál es la fuerza de rozamiento ejercida sobre el bloque?.b) Cuál será la fuerza de rozamiento si se ejerce una fuerza horizontal de 5 N ?.c) Cuál es la fuerza mínima que pondrá al bloque en movimiento?.d) Cuál es la fuerza mínima que mantendrá el movimiento del bloque, una vez iniciado?.e) Si la fuerza horizontal es de 100 N cuánto valdrá la fuerza de rozamiento?.

Problema 2:Una caja de masa 600 kg ha de bajarse de un camión que tiene 1,2 m de altura, haciéndola deslizar con velocidad constante sobre tablones de 2,4 m de longitud. Si el coeficiente dinámico de rozamiento entre la caja y los tablones es 0,3:a) Será necesario tirar de la caja hacia abajo o sostenerla desde arriba?b) Qué fuerza paralela al plano será necesaria?

Problema 3: Recordando que la fuerza de gravedad sobre un objeto produce un momento nulo respecto al centro de gravedad (ver figura). Encuentre el centro de gravedad de un objeto constituido de dos masas de 3 kg y 5 kg unidos por una varilla de masa despreciable y longitud 1m:

Problema 4: Indique en cada uno de los casos la ubicación del centro de gravedad si la densidad de los cuerpos es uniforme (ver figura).

Problema 5El centro de gravedad de una persona se mide pesando la persona sobre una plataforma apoyada en dos balanzas. Las balanzas se ajustan para marcar cero cuando sólo soportan la plataforma. La persona se coloca con la cabeza y los pies justo sobre las balanzas (ver figura). Deduzca la formula de la distancia x del centro de gravedad a la cabeza en función de los valores W1 y W2 que marcan las balanzas y la talla de la persona d.

Problema 6: El bloque A de la figura tiene un peso de 4kg y el B de 8kg. El coeficiente dinámico de rozamiento entre todas las superficies es 0.25. Calcule la fuerza P necesaria para arrastrar el bloque hacia la izquierda a velocidad constante si:

a) A descansa sobre B y se mueve con el.b) A se mantiene en reposoc) A y B están unidos por una cuerda ligera inextensible que pasa por una polea fija de

masa despreciable.

Materia: FÍSICA GENERAL ICarrera: FÍSICA MEDICA

Problema 7:Los bloques de la figura están conectados por cuerdas ligeras que pasan por poleas sin fricción. Si los bloques están en reposo determine la fuerza de roce. Si la máxima masa que puede agregarse sobre m1, sin que m2 empiece a deslizar, es 30kg determinar el coeficiente de rozamiento estático.

Problema 8:Dos bloques iguales de masa 2kg están conectados por una cuerda ligera que pasa sobre una polea sin fricción como muestra la figura. Los planos inclinados poseen el mismo coeficiente de rozamiento dinámico. Si las masas se mueven a velocidad constante encuentre : a) El coeficiente de rozamiento dinámico y la tensión en la cuerda.b) La fuerza de roce que actúa en cada cuerpo.

Problema 9Los tres bloques de la figura están conectados por medio de cuerdas ligeras que pasan por poleas sin fricción. Si los bloques están en reposo, determine el valor de la fuerza de roce en el tramo horizontal y las tensiones en las cuerdas T1 y T2. Suponga que e es el mismo para ambos bloques

Problema 10El puntal de la pesa 40N y su centro de gravedad está en su punto medio. Si del extremo sujeto por la cuerda se cuelga una masa de 60N. Cuál es la tensión del cable y las componentes horizontal y vertical de la fuerza ejercida por la pared sobre el puntal.

Problema 11La figura nos muestra un móvil compuesto de cuatro adornos unidos a unas varillas ligeras por medio de hilos. Las distancias entre los adornos y los hilos que los sustentan y el peso de uno de los adornos se indican en la figura. Si el móvil esta en equilibrio y se desprecia el peso de los hilos y las barras cuales son los pesos de los demás adornos?

Problema 12El antebrazo de la figura está con respecto al brazo a 90 y sostiene en la mano un peso de 7kg. Despreciando el peso del antebrazo determine:

a) Cual es el momento producido por el peso de 7 kg alrededor de la articulación del codo (punto O)?

b) Cual es el momento alrededor de O producido por la fuerza Fm ejercida sobre el antebrazo por el bíceps?

c) Cual es el modulo de Fm?

T1

T2

5 kg

3 kg

25°8 kg

C

B

2N

A

2 cm 6 cm

3 cm 5 cm

4 cm 8 cm

60N

3m

2.4m

1.8m

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Problema 13La figura muestra una barra de longitud 2m cuya densidad varia de acuerdo a las siguientes expresiones:

a) = 2 x + 1 b) = x2 +3c) = 3 x3 + 2x2 +1

Determine en estos casos la posición del centro de gravedad, considerando despreciables las otras dos dimensiones.

Probl. 3

Probl.6

Probl. 5

M2=8kg

M1=2kg

Probl. 7 Probl. 8

Probl. 9

x

y

3kg

5kg

1m

P

B

AP

B

A

B

AP

a)

b)

c)

35°

2 kg 2 kg

35°

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Probl. 4

Probl. 4

PROBLEMAS ADICIONALES

Problema 14:Una mujer lleva su valija de 25kg a una velocidad constante y su correa forma un ángulo respecto de la horizontal; tira la correa con una fuerza de 35N de magnitud. Una fuerza retardadora horizontal de 22N actúa también sobre la valija.

a) ¿Cuál es el valor de ?b) ¿Qué fuerza normal ejerce el piso sobre la valija?

Problema 15:Una escalera de 400N de peso y 10m de largo se coloca contra una pared vertical sin fricción. Una persona que pesa 800N está parada sobre la escalera a 2m del pie de ésta medidos a lo largo de ella. El pie de la escalera se encuentra a 8m de la parte inferior de la pared. Calcule la fuerza ejercida por la pared y la fuerza normal ejercida por el piso sobre la escalera.

Problema 16:Una tranquera mide 3m de ancho y 1.8m de alto y tiene bisagras en la parte superior e inferior. Está también sujeta a un poste mediante un alambre que forma un ángulo de 30º y con una tensión de 200N. La masa de la puerta es de 40kg.

a) Determine la fuerza horizontal ejercida sobre la puerta por la bisagra inferior.b) Encuentre la fuerza horizontal ejercida por la bisagra superior.c) Determine la fuerza vertical combinada ejercida por ambas bisagras.d) ¿Cuál debe ser la tensión en el alambre de manera que la fuerza horizontal

ejercida por la bisagra superior sea cero.