Dinámica de la Partícula

a) La gráfica (1) muestra el valor de la fuerza de rozamiento entre el bloque de la figura (2) y el suelo en función de la fuerza F aplicada al cuerpo por la persona. Explica con detalle la gráfica, así como la diferencia entre el coeficiente de rozamiento estático y dinámico.

b) Se aplica una fuerza horizontal de 30 N sobre un cuerpo de 3 kg de masa que está inicialmente en reposo en un plano horizontal sin rozamiento. Después de recorrer 20 metros, el cuerpo entra en un tramo en el que el coeficiente de rozamiento es 0,3 y, 5 segundos después de entrar en ese tramo, la fuerza inicial de 30 N deja de actuar. Calcula: i) La aceleración en cada uno de los tramos; ii) el espacio total recorrido hasta que el cuerpo se para; iii) dibuja la curva velocidad vs tiempo.

Cuestion de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de FEB2023.

a) Discutir el movimiento de un sólido inmerso en un fluido despreciando el empuje y considerando una fuerza de rozamiento proporcional a la velocidad. Explica qué se entiende por coeficiente de fricción o coeficiente aerodinámico, coeficiente de viscosidad y velocidad límite, deduciendo su expresión para un objeto que cae en un fluido bajo su propio peso.

b) Considera que tomas dos pelotas de tenis idénticas y llenas una de agua. Dejas caer las dos pelotas simultáneamente desde la azotea de un edificio alto. Si la resistencia del aire es insignificante, ¿qué pelota llegará primero al suelo? ¿Y si la resistencia del aire no es insignificante? Explicar detalladamente.

Cuestion de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de ENE2023.

a) ¿Qué son las fuerzas de rozamiento? ¿Cuándo aparecen? ¿Cuál es su origen (a qué son debidas)? Explica con detalle el significado físico de la figura, en la que se representa la fuerza de rozamiento en función de la fuerza horizontal F aplicada sobre un objeto apoyado en una superficie horizontal. ¿Qué son las regiones (1) y (2)? ¿Qué valores puede tomar la fuerza de rozamiento?

b) El bloque de la segunda figura apoya sobre una superficie siendo los coeficientes de rozamiento entre bloque y superficie me=0,5 y mc=0,4. b1) Realiza el diagrama del cuerpo libre, analiza el movimiento y escribe las ecuaciones dinámicas de dicho bloque. b2) ¿Cuál es el valor de F para que el bloque empiece a moverse? b3) ¿Cuál es el valor de la fuerza de rozamiento si F=20 N?

Cuestion de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de ENE2025.

a) Explica el rozamiento estático y cinético entre superficies en contacto. b) Los dos bloques representados en la figura están en reposo sobre una superficie horizontal sin rozamiento, cuando se aplica una fuerza F al bloque B. Los pesos de los bloques A y B son, respectivamente, 225 N y 375 N y el coeficiente de rozamiento estático µe entre los bloques es 0,25. Determinar la máxima fuerza F que puede aplicarse al bloque B antes de que los dos bloques dejen de moverse juntos.

Cuestion de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de ENE2024.

a) Para una partícula, ¿cómo se definen y qué significado físico tienen las magnitudes cantidad de movimiento e impulso? ¿Qué relación existe entre la cantidad de movimiento y la fuerza que actúa sobre la partícula? ¿Y entre el impulso y la cantidad de movimiento? b) El salto triple es una prueba de pista y campo en la cual un atleta inicia una carrera y trata de llegar lo más lejos posible, con una zancada, un paso y un salto. En la figura se muestra la zancada inicial de un atleta de 80 kg. Si se supone que éste se aproxima a la línea de despegue desde la izquierda con una velocidad horizontal de 10 m/s, permanece en contacto con el suelo durante 0,18 s, y despega a un ángulo de 50° con una velocidad de 12 m/s, determina la componente vertical de la fuerza impulsiva promedio, ejercida por el suelo sobre su pie.

Cuestion de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de ENE2024.

Las poleas dobles de la figura tienen cada una un momento de inercia de 20 kgm2 e inicialmente están todas en reposo. Sus radios exterior e interior son, respectivamente, 450 mm y 225 mm. Hallar: a) la aceleración angular en cada caso; b) la tensión en la cuerda en cada caso: c) la velocidad angular en cada caso cuando el punto A se ha desplazado 3 m.  En las poleas (2) y (3) lo que aparece (720 N y 360 N) es el peso (mg) del cuerpo.

Problema de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de ENE2023.

Los bloques A y B (mA = 5 kg, mB = 12 kg) están unidos por una cuerda ligera e inextensible que pasa a través de una polea ideal de masa despreciable. El coeficiente de rozamiento entre el bloque B y el tablero en el que apoya es 0,6, mientras que el coeficiente de rozamiento entre los bloques A y B es 0,5. a) Demostrar explícitamente cuál es la relación entre las aceleraciones de los dos bloques; b) determinar los valores de las reacciones normales entre el bloque B y el suelo y entre el bloque A y el bloque B; c) determinar el valor de F necesario para que el bloque B se mueva hacia la izquierda a velocidad constante; d) determinar la tensión en la cuerda y las aceleraciones de los bloques A y B si F=300 N.

Problema de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de FEB2023.

Los bloques A y B están unidos por una cuerda que pasa por unas poleas ideales y un aro C. Cuando y=1,7 m, el sistema se abandona desde el reposo. Al elevarse el bloque A, choca con el aro con un impacto perfectamente inelástico. Tras el choque, ambos bloques y el aro siguen moviéndose hasta detenerse e invertir el movimiento. Cuando A y C descienden, C choca con el borde y los bloques A y B siguen moviéndose hasta volver a detenerse. Hallar: a) la aceleración inicial de los bloques A y B al abandonar el sistema desde el reposo, así como la tensión inicial en la cuerda; b) el tiempo que tarda el bloque A en llegar a chocar con el aro C; c) la velocidad de los bloques inmediatamente antes del choque de A con C; d) la velocidad de los bloques y el aro inmediatamente después del choque de A con C; e) la distancia que recorren los bloques y el aro después del choque y hasta detenerse; f) el valor de “y” al final de un ciclo completo.

Problema de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de ENE2024.

El par de bloques representado en la figura está conectado mediante un hilo inextensible y sin peso. El resorte tiene una constante k=500 N/m y una longitud natural l0=400 mm. El rozamiento y la masa de las poleas son despreciables. Si se suelta el sistema desde el reposo cuando el bloque de 2 kg está 800 mm a la izquierda de O, determinar para la posición x=0: a) la velocidad de los bloques; b) la tensión en la cuerda; c) la aceleración de los bloques; d) la reacción normal que ejerce el suelo sobre el bloque de 2 kg.

Problema de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de ENE2024.