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Problemas

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1. Un objeto de 3.00 kg se somete a una aceleracin conocida por m/s2. Encuentre la fuerza resultante que acta sobre l y la magnitud de la fuerza resultante.

2. Una fuerza aplicada a un objeto de masa m1 produce una aceleracin de 3.00 m/s2. La misma fuerza aplicada a un segundo objeto de masa m2 produce una aceleracin de 1.00 m/s2. a) Cul es el valor de la relacin m1/m2? b) Si m1 y m2 se combinan en un objeto, cul es su aceleracin bajo la accin de la fuerza ?

3. Para modelar una nave espacial, el motor de un cohete de juguete se sujeta firmemente a un gran disco que puede deslizar con friccin despreciable sobre una superficie horizontal , que se toma como plano xy. El disco de 4.00 kg tiene una velocidad de m/s en un instante. Ocho segundos despus, su velocidad es m/s. Si supone que el motor de cohete ejerce una fuerza horizontal constante, encuentre a) las componentes de la fuerza y b) su magnitud.

4. La rapidez promedio de una molcula de nitrgeno en el aire es aproximadamente 6.70 X 102 m/s y su masa es 4.68 X 10-26 kg. a) Si una molcula de nitrgeno tarda 3.00 X 10-13 s en golpear una pared y rebotar con la misma rapidez pero movindose en la direccin opuesta, cul es la aceleracin promedio de la molcula durante este intervalo de tiempo? b) Qu fuerza promedio ejerce la molcula sobre la pared?

5. Un electrn de 9.11 X 10-31 kg de masa tiene una rapidez inicial de 3.00 X 105 m/s. Viaja en lnea recta y su rapidez aumenta a 7.00 X 105 m/s en una distancia de 5.00 cm. Si supone que su aceleracin es constante, a) determine la fuerza que se ejerce sobre el electrn y b) compare esta fuerza con el peso del electrn, que se ignor.

6. Una mujer pesa 120 lb. Determine a) su peso en newtons y b) su masa en kilogramos.

7. La distincin entre masa y peso se descubri despus de que Jean Richer transportara relojes de pndulo de Francia a la Guayana Francesa en 1671. Encontr que sistemticamente los relojes se mueven ms lentos ah. El efecto se inverta cuando los relojes regresaban a Francia. Cunto peso perdera usted cuando viajara de Pars, Francia, donde g = 9.8095m/s2, a Cayena, Guayana Francesa, donde g = 9.7808m/s2?

8. Adems de su peso, un objeto de 2.80 kg est sometido a otra fuerza constante. El objeto parte del reposo y en 1.20 s experimenta un desplazamiento de m/s. donde la direccin de es la direccin vertical hacia arriba. Determine la otra fuerza.

9. Dos fuerzas y actan sobre un objeto de 5.00 kg. Si toma y , encuentre las aceleeraciones en a) y b) de la figura P5.9.

10. Se ejercen una o ms fuerzas externas sobre cada objeto encerrado en un recuadro con lneas discontinuas en la figura 5.1. Identifique la reaccin a cada una de dichas fuerzas.

11. Usted est de pie en el asiento de una silla y luego salta. a) Durante el intervalo de tiempo en el que est en vuelo hacia el suelo,la Tierra se tambalea hacia usted con una aceleracin de qu orden de magnitud? En su solucin, explique su lgica. Represente a la Tierra como un objeto perfectamente slido. b) La Tierra se mueve hacia arriba a travs de una distancia de qu orden de magnitud?

12. Un ladrillo de masa M est sobre una almohadilla de hule de masa m. Juntos se deslizan hacia la derecha con velocidad constante sobre un estacionamiento cubierto de hielo. a) Dibuje un diagrama de cuerpo libre del ladrillo e identifique cada fuerza que acta sobre l. b) Dibuje un diagrama de cuerpo libre de la almohadilla e identifique cada fuerza que acta sobre ella. c) Identifique todos los pares de fuerzas accin-reaccin en el sistema ladrillo-almohadilla-planeta.

13. Un bloque de 15.0 lb descansa sobre el suelo. a) Qu fuerza ejerce el suelo sobre el bloque? b) Una cuerda se ata al bloque y se mueve verticalmente sobre una polea. El otro extremo de la cuerda se une a un objeto de 10.0 lb que cuelga libre. Cul es la fuerza que ejerce el suelo sobre el bloque de 15.0 lb? c) Si se sustituye el objeto de 10.0 lb del inciso b) con un objeto de 20.0 lb. Cul es la fuerza que ejerce el suelo sobre el bloque de 15.0 lb?

14. Tres fuerzas que actan sobre un objeto se proporcionan por N, N y N. El objeto experimenta una aceleracin de 3.75 m/s2 de magnitud. a) Cul es la direccin de la aceleracin? b) Cul es la masa del objeto? c) Si el objeto inicialmente est en reposo, cul es su rapidez despus de 10.0 s? d) Cules son las componentes de velocidad del objeto despus de 10.0 s?

15. La figura P5.15 muestra un trabajador que empuja un bote, un modo de transporte muy eficiente, a travs de un lago tranquilo. Empuja paralelo a la longitud de la prtiga ligera y ejerce sobre el fondo del lago una fuerza de 240 N. Suponga que la prtiga se encuentra en el plano vertical que contiene la quilla del bote. En algn momento, la prtiga forma un ngulo de 35.0 con la vertical y el agua ejerce una fuerza de arrastre horizontal de 47.5 N sobre el bote, opuesta a su velocidad hacia adelante de 0.857 m/s de magnitud. La masa del bote, que incluye su carga y al trabajador es de 370 kg. a) El agua ejerce una fuerza de flotacin vertical hacia arriba sobre el bote. Encuentre la magnitud de esta fuerza. b) Modele las fuerzas como constantes en un intervalo corto de tiempo para encontrar la velocidad del bote 0.450 s despus del momento descrito.