Dinámica de la Partícula

a) Considera un bloque de masa m sobre una superficie inclinada (ángulo θ). Entre el bloque y la superficie hay rozamiento (coeficientes μe, μc). Sobre el bloque no actúa ninguna otra fuerza. Realiza el diagrama de cuerpo libre (D.C.L.). Escribe la segunda ley de Newton de forma vectorial y descompón en componentes. Realiza la gráfica que muestra la variación de la fuerza de rozamiento en función de la fuerza ejercida sobre la masa (componente del peso a lo largo del plano inclinado) cuando el ángulo de inclinación del plano inclinado θ va variando. Explica con detalle dicha gráfica.

b) Considera una situación con m=400 g, μe=0,55, μc=0,4, θ=35°. Determina para dicha situación la aceleración del bloque y el valor de la fuerza de rozamiento.

 

Cuestion de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de ENE2026.

El sistema que se muestra en la figura (1) está inicialmente en reposo. Las masas de los bloques son mA=mC=9 kg y mB=27 kg. Despreciando las masas de las poleas y el rozamiento en las mismas determinar cuándo se suelta el sistema: a) qué distancia se mueven los bloques A y C cuando el bloque B asciende verticalmente 2 m; b) la aceleración de cada bloque y la tensión en los dos cables; c) las velocidades de los bloques cuando B ha ascendido 2 m; d) a continuación los tres bloques se colocan apilados sobre una superficie que desciende, y que de repente frena con una aceleración de 8 m/s2 (figura (2)). Determina en ese momento las reacciones de contacto entre todos los bloques.

Problema de Dinámica de la Partícula. Aparece en la convocatoria de ENE2026.

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.