Ejercicios Resueltos de Aplicaciones de la Leyes de Newton

Un objeto de masa m = 100 g se encuentra en reposo sobre una plataforma plana inclinada respecto a la horizontal. El coeficiente de rozamiento entre el objeto y la plataforma es 0.4; calcula:

a) La fuerza normal y la fuerza de rozamiento que la plataforma ejerce sobre el objeto.

b) La fuerza total que el objeto ejerce sobre la plataforma.

Una curva de 30 m de radio tiene un peralte de ángulo «». Calcula el valor de «» para que un coche pueda tomar la curva a 40 km/h considerando que no existe rozamiento entre los neumáticos y la calzada.

Una piedra de densidad se sumerge en agua experimentando una fuerza resultante de 2 500 N. Calcula la masa de la piedra.

Un letrero de 20 kg cuelga del extremo de una barra horizontal de 2 m de longitud y 4 kg de masa. Al extremo de la barra y a un punto situado 1 m por encima del anclaje de la barra en la pared, se coloca un alambre. Hallar la tensión de éste y la fuerza que la pared realiza sobre la barra.

Colocamos una tabla de 3 m de longitud y masa despreciable apoya sobre dos básculas bajo sus extremos. Colocamos un objeto de 6 kg a 0.5 m del extremo derecho de la tabla. ¿Qué será lo que indique cada una de las básculas?

Un tren recorre dos tramos sucesivos de medio kilómetro en 15 y 25 s:

a) Expresa la fuerza de frenado como una fracción del peso del tren. Considera .

b) Asumiendo que el tren tiene una masa de 100 toneladas, calcula la fuerza de frenado y el tiempo y distancia que le tomará detenerse.

Una madre tira del trineo en el que va montado su hijo con una cuerda que forma un ángulo de con el suelo. Si los coeficientes de rozamiento estático y dinámico son 0.25 y 0.15 respectivamente y la masa del conjunto es 50 kg, calcula la fuerza de rozamiento y la aceleración del sistema niño-trineo:

a) Si la tensión de la cuerda es de 110 N.

b) Si la tensión de la cuerda es 185 N.

El coeficiente de rozamiento estático entre una caja y la superficie de un plano inclinado es 0.4. ¿Cuál será el valor máximo del ángulo del plano para que la caja no deslice sobre él?

Si giramos un cubo atado a una cuerda de manera que describa una circunferencia vertical de radio «r» y en el punto más alto de la trayectoria su velocidad es «v», ¿cuál es la fuerza que ejerce el cubo sobre el agua que contiene? Determina el valor mínimo de «v» para que el agua no caiga.

Un niño hace girar una piedra atada a una cuerda haciendo una circunferencia vertical. La máxima tensión que aguanta la cuerda es de 245 N. Si la cuerda mide 120 cm y la velocidad a la que hace girar la piedra es de 14 m/s, ¿qué masa máxima puede tener la piedra para que no se rompa la cuerda? Dibuja todas las fuerzas que actúan sobre el sistema.