PROBLEMA 1.- ¿Cuál será la velocidad y espacio recorrido en un minuto por una bola que rueda con la velocidad de 15 ms -1 y sobre la que no actúa ninguna fuerza?
Sol.: v= 15 ms-1; s= 900 m.
PROBLEMA 2.- Dos cuerpos de 3 y 4 kg de masa, respectivamente, se deslizan sobre una superficie horizontal pulida bajo la acción de una fuerza de 15 N sobre el primero y de 8 N sobre el segundo. Los dos parten del reposo en el mismo instante. ¿Cuánto tiempo transcurre hasta que la distancia entre ellos sea de 100 m? ¿Qué velocidad llevará cada uno en dicho instante? La trayectoria seguida por los dos cuerpos es una línea recta.
Sol.: t= 8,16 s; v1= 40,82 ms-1; v2=16,33 ms-1.
PROBLEMA 3.- Las masas que penden de los extremos de la cuerda de una máquina de Atwood son, respectivamente, 1000 y 1010 g. Calcular:
a) La aceleración con que se mueve el sistema.
b) El espacio que recorre en 50 s partiendo del reposo.
c) La tensión de la cuerda.
Sol.: a= 0,049 ms-2; s= 60,96 m; T= 9,849 N.
PROBLEMA 4.- Un coche de 2000 kg se mueve, sin rozamiento, con la aceleración de 0,2 ms -2. ¿Qué fuerza tiene que hacer el motor cuando el movimiento es por una carretera rectilínea y horizontal? ¿Y cuando sube una cuesta del 30%?
Sol.: F= 400 N; F´= 6280 N.
PROBLEMA 5.- A un cuerpo de 30 g de masa e inicialmente en reposo se le aplica una fuerza constante igual a 0,6 N durante 10 s; a los 4 s de haber dejado de actuar la fuerza se le aplica otra también constante de 1,8 N, en la misma dirección que la primera, pero de sentido contrario. Por efecto de esta segunda fuerza el cuerpo se para. Calcular:
a) Velocidad del cuerpo en los instantes t= 6 s, t= 10 s, t= 11 s, t= 14 s, a partir del instante inicial.
b) Tiempo que tarda en pararse el cuerpo.
c) Distancia total recorrida. (Se supone nulo el rozamiento).
Sol.: v6= 120 ms-1; v10= 200 ms-1; v11= 200 ms-1; v14= 200 ms-1; t= 52/3 s; s= 6400/3 m.
PROBLEMA 6.- Un dinamómetro se halla suspendido del techo de la cabina de un ascensor y cuelga una masa de 10 kg. Hallar la indicación del dinamómetro cuando el ascensor está parado y cuando sube con la aceleración constante de 2 ms-2.
Sol.: F= 98 N; T= 118 N.
PROBLEMA 7.- Un cuerpo pende de una balanza de resorte colgada del techo de la cabina de un ascensor. Cuando el ascensor desciende con aceleración de 1,26 ms-2, la balanza señala un peso de 17,5 N.
a) ¿Cuál es el verdadero peso del cuerpo?
b) ¿Cuándo marcará la balanza 22,5 N?
c) ¿Cuánto indicará la balanza si se rompe el cable del ascensor?
Sol.: 1. 20,1 N; 2. cuando ascienda con a= 1,18 ms-2; 3. cero.
PROBLEMA 8.- Un coche que lleva una velocidad de 50 km · h-1 debe parar en una distancia de 20 m.
a) ¿Cuál es su aceleración?
b) ¿Qué relación hay entre la fuerza retardadora y el peso del coche?
Sol.: a= -4,8 ms-2; 0,49.
PROBLEMA 9.- Un bloque de 300 N es arrastrado a velocidad constante sobre la superficie lisa de un plano inclinado, por la acción de un peso de 100 N pendiente de una cuerda atada al bloque y que pasa por una polea sin rozamiento. Calcular:
a) El ángulo de inclinación del plano.
b) La tensión de la cuerda.
Sol.: α= 19,47º; T= 100 N.
PROBLEMA 10.- Con ayuda de una cuerda se hace girar un cuerpo de 1 kg en una circunferencia de 1 m de radio, situada en un plano vertical, cuyo centro está situado a 10,8 m por encima de un suelo horizontal. La cuerda se rompe cuando la tensión es de 110,88 N, lo que ocurre cuando el cuerpo está en el punto más bajo de su trayectoria. Hallar:
a) La velocidad del cuerpo cuando se rompe la cuerda.
b) El tiempo que tardará en caer al suelo.
c) Su velocidad en el instante de chocar con el suelo.
Sol.: v= 10,05 ms-1; t= RAIZ 2 s; v= 17,12 ms-1; α= 54º.
PROBLEMA 11.- Un cuerpo de 2 kg de masa atado al extremo de una cuerda de 0,5 m de longitud describe una circunferencia situada en un plano vertical. Si la velocidad en el punto más alto es de 5 ms-1, hallar la tensión de la cuerda:
a) En el punto más alto de la trayectoria.
b) En el punto más bajo.
c) En un punto de la trayectoria al mismo nivel que el centro de la circunferencia.
d) Formando un ángulo de 45º con la horizontal.
Sol.: 480 N; 198 N; 139,2 N; 169,34 N.
PROBLEMA 12.- En el sistema de la figura a, los dos bloques A y B tienen la misma masa igual a 20 kg, y se suponen superficies pulidas y poleas ligeras y sin rozamientos. Calcular:
a) Aceleración del sistema.
b) Tiempo transcurrido para que el bloque A recorra 2 m descendiendo por el plano inclinado.
Sol.: a= 2,45 ms-2; t= 1,28 s. (pg. 54)
PROBLEMA 13.- En el sistema de la figura b se suponen superficies pulidas y poleas ligeras y sin rozamientos. Calcular:
a) ¿ En qué sentido se moverá?