Dinámica de los Sistemas de Partículas

a) Concepto de centro de masas. Explica qué importancia tiene con relación a la cantidad de movimiento y a la segunda ley de Newton de un sistema de partículas. b) Dos prismas triangulares, de masas 1 y 10 kg, y anchuras 50 y 10 cm, están en reposo, tal como se indica en la figura adjunta, sobre un tablero horizontal liso. Las superficies de contacto entre los dos prismas son también perfectamente lisas. Determinar el retroceso del prisma inferior hasta el instante en que la cara vertical del prisma superior alcanza el tablero horizontal. (Nota: el centro de masas de un triángulo se encuentra a un tercio de la base, baricentro).

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas. Aparece en la convocatoria de ENE2024.

¿En qué consiste un experimento de péndulo balístico y qué utilidad tiene? Explica con detalle los principios físicos implicados. ¿Se produce alguna pérdida de energía mecánica del sistema? En caso afirmativo indica en qué otra forma de energía se transforma. b) Una bala es disparada con una velocidad horizontal de 500 m/s a través de un bloque A de 3 kg y queda incrustada en un bloque B de 2,5 kg. Sabiendo que los bloques A y B se empiezan a mover con velocidades de 3 m/s y 5 m/s, respectivamente, tras el impacto determina: b1) la masa de la bala; b2) su velocidad al viajar entre los bloques A y B; b3) la energía perdida por el sistema cuando la bala pasa a través del bloque A; b4) la energía perdida por el sistema cuando la bala queda incrustada en el bloque B.

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas. Aparece en la convocatoria de ENE2024.

Una barra homogénea de 4 m de longitud y masa 50 kg está sujeta a una pared mediante una articulación sin rozamiento en el punto O y por una cuerda desde el otro extremo, como se ve en la figura. Sabiendo que θ=30º y β=45º: a) dibujar las fuerzas que actúan sobre la barra y expresar las ecuaciones para que el sistema esté en equilibrio; b) calcular las componentes de la reacción en la articulación y la tensión en la cuerda en las condiciones del apartado a); c) en un momento dado se suelta la cuerda y la barra cae. Determinar la aceleración angular que adquiere la barra inmediatamente después de cortar la cuerda.

Problema de Dinámica de los Sistemas de Partículas. Aparece en la convocatoria de ENE2021.

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.

a) Definir el centro de masas de un sistema de partículas. Mostrar que el momento lineal del sistema de partículas es nulo si tomamos como referencia el centro de masas. b) Considérese la situación de choque completamente inelástico entre dos partículas A y B (masas mA y mB=2mA), estando la partícula B en reposo inicialmente. Demostrar explícitamente que tienen la misma velocidad después del choque.

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas. Aparece en la convocatoria de ENE2021.

Definir en un sistema de partículas:

a) Energía cinética interna.

b) Energía cinética del Centro de Masas

c) Energía cinética total del sistema de partículas.

d) En una colisión frontal entre dos partículas, escriba la expresión del coeficiente de restitución y sus valores para un choque horizontal elástico o inelástico. Discutir si se conserva el momento lineal y la energía en cada caso.

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas. Aparece en la convocatoria de FEB2021.

El bloque de hormigón de 300 kg es izado por el mecanismo de elevación cuyos cables están asegurados a los tambores sobre los que se arrollan. Los tambores, que son solidarios y giran como un conjunto único alrededor de su centro de masa O, tienen una masa combinada de 150 kg y un radio de giro respecto a O de 450 mm. Si en el grupo propulsor A se mantiene una tensión constante T de 1800 N: a) realiza el diagrama de sólido libre del bloque de 300 kg y de la doble polea; b) determina la aceleración vertical del bloque y la fuerza resultante que soporta el pasador O.

Problema de Dinámica de los Sistemas de Partículas. Aparece en la convocatoria de FEB2021.