Relación de Ejercicios Resueltos de Física Mecánica

Teoría / Cuestiones Clave:

  1. Trabajo y  Energía Cinética.Teorema de las Fuerzas Vivas.
  2. Fuerzas Conservativas y Energía Potencial.
  3. Balances energéticos. Conservación de la Energía Mecánica.

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O-1- (Olimpiada de física Málaga 18)

Los bloques de la figura tienen masas de m1=10 kg, m2= 6 kg y m3= 4 kg. La polea es ideal (sin masa) y la cuerda inextensible. El coeficiente de rozamiento entre las superficies del bloque I y 2 es de μ2 =0,3; y entre el bloque I y la superficie horizontal μ1=0,l . Determinar las aceleraciones de los tres bloques.

g= 9,8 m s-2

O-2 (Olimpiada de física Málaga 18)

Un partícula de masa m se mueve siguiendo las trayectorias:

AB (plano inclinado con rozamiento, μ= 0,3);BC (plano horizontal con rozamiento, μ= 0,3 );y CD (cúpula de radio R sin rozamiento). La partícula parte del reposo en A. Todas las distancias R indicadas en el dibujo son iguales a 1 m.

Determinar: (a) la velocidad de la partícula en el punto C; (b) el ángulo θ para el cual la partícula deja de estar en contacto con la superficie de la cúpula en el punto D.

g = 9,8 m s -2

O-3 (Málaga-17)

Un cuerpo de masa m=2 kg se mueve siguiendo las trayectorias AB, BCB, BD y DF de la figura. Parte del reposo a una altura hA=4 m, desliza a lo largo del plano inclinado AB de 30° hasta B. A continuación se mueve por un círculo vertical BCB de radio R=1 m. Se desplaza por una superficie horizontal BD una distancia SBD=4m y cae desde una altura hDE=2m. El coeficiente de rozamiento dinámico entre las superficies AB y BD es µ=0,2. Se supone que no hay rozamiento en el bucle BCB. Determinar:

a) La fuerza normal que ejerce la superficie sobre el cuerpo en el punto C (punto más alto de la trayectoria circular).

b) El alcance SEF.

Datos: g=9,8 m/s2

 

O-4 (Olimpiada Málaga-19)

Una atracción de feria consta de una plataforma giratoria de diámetro D=8 m que gira con velocidad angular constante w. De la plataforma cuelgan sillas mediante cuerdas inextensibles de masa despreciable y longitud L=4 m. Cuando la plataforma gira las cuerdas forman un ángulo q con la vertical. Por razones de seguridad, el ángulo q debe ser inferior o igual a 30º. Si la masa de la silla más el niño es de m=30 kg, determine la velocidad angular máxima a la que puede girar la plataforma y la tensión en la cuerda .

g= 9,8 m/s 2

O-5 (Málaga-19)

Dos esferas de masas m1=m2=1 kg se encuentran en equilibrio estático sobre dos planos inclinados, tal y como se muestra en la figura. No existe rozamiento entre el plano inclinado y las esferas.

a) Realice un dibujo con todas las fuerzas que actúan sobre las dos esferas. Tenga en cuenta las fuerzas de acción reacción entre las esferas en la dirección de la recta OO´ que une sus centros.

b) Calcule el ángulo que forma con la horizontal la recta OO’ y las fuerzas normales en los

planos inclinados.

g=9,8 m s-2

O-6 (Olimpiada Málaga 24)

Una bola de masa m1 = 4 kg está unida a otra bola de masa m2= 2 kg mediante una cuerda de longitud L1= 1m. Ambas bolas giran describiendo círculos verticales mediante una segunda cuerda de longitud L2=0,5 m unida a m2. Mientras las bolas rotan, las cuerdas permanecen en todo momento paralelas. En la parte superior de la trayectoria, la velocidad de m es de 6 m/s.

a) Realizar un diagrama con las fuerzas que actúan sobre cada masa en la posición indicada en la figura.

b) Determinar la velocidad con la que se mueve la masa m2 en ese instante de tiempo.

c) Determinar las tensiones en las cuerdas en dicho instante de tiempo.

Dato: g=9,8 m s-2

1–(Septiembre 2001)

a) ¿Qué trabajo se realiza al sostener un cuerpo durante un tiempo t?

b) ¿Qué trabajo realiza la fuerza peso de un cuerpo si éste se desplaza una distancia d por una superficie horizontal?

Razone las respuestas.

 

2–(Reserva 2001)

Un bloque de 10 kg desliza hacia abajo por un plano inclinado 30º sobre la horizontal y de longitud 2 m. El bloque parte del reposo y experimenta una fuerza de rozamiento con el plano de 15 N.

a) Analice las variaciones de energía que tienen lugar durante el descenso del bloque.

b) Calcule la velocidad del bloque al llegar al extremo inferior del plano inclinado.

g = 10 m s – 2

Sol: b) 3,74 m/s 

4–(Reserva 2001)