Un estudiante debe escapar de la habitación de su novia por una ventana que se encuentra a 15 m del suelo. Dispone de una cuerda de 20 m de longitud, pero ésta se romperá cuando la tensión sea superior a 360 N y el estudiante pesa 60 kg. Además, el estudiante se dañará seriamente si se cae contra el suelo con una velocidad mayor de 10 m/s. a) Demostrar que no puede deslizarse con seguridad por la cuerda; b) encontrar un sistema mediante el cual, utilizando la cuerda pueda alcanzar el suelo sin dañarse. Cuestion de Dinámica de la Partícula.
Para una partícula que se mueve en un fluido a velocidades pequeñas se suele considerar una fuerza de fricción proporcional a la velocidad: Ffricc=-Kηv a) ¿Qué representan los parámetros K y η en esta expresión? ¿Qué indica el signo negativo? b) Explicar qué se entiende por velocidad límite. Deducir el valor de dicha velocidad límite en el caso de una partícula que cae (bajo la acción de la gravedad) en un fluido. Cuestion de Dinámica de la Partícula.
Una muchacha de 54 kg calzada con patines de hielo está sobre un lago helado tirando con una fuerza constante de una soga atada a un trineo de 41 kg. El trineo está inicialmente a 22 m de la muchacha, y tanto el trineo como la muchacha están inicialmente en reposo. Despreciando el rozamiento, determinar la distancia que recorre la muchacha hasta el punto en que encuentre el trineo. Cuestion de Dinámica de la Partícula.
Una balanza de resorte indica 700 N cuando se coloca en ella una masa m en el polo Norte. ¿Qué indicará en el polo Sur? ¿Y en el Ecuador? RT=6370 km. Cuestion de Dinámica de la Partícula.
Una deslizadera de 7 kg se desplaza sin rozamiento a lo largo de una barra que forma un ángulo de 30o con la vertical. Cuando la deslizadera está situada en el punto A, el muelle de constante k=150 N/m no presenta deformación. Determinar la velocidad y la aceleración de la deslizadera en el punto B si se suelta desde el reposo en el punto A. Problema de Trabajo y Energía.
La figura muestra la función energía potencial de una partícula U en función de la posición x. En cada punto indicado establecer si la fuerza Fx es positiva negativa o cero. ¿En qué punto la fuerza posee el módulo máximo? Identificar los puntos de equilibrio y establecer si el equilibrio es estable inestable o neutro. Cuestion de Trabajo y Energía.
Un bloque de masa m=5 kg está unido a un muelle no deformado de constante k=1 kN/m. Los coeficientes de rozamiento estático y cinético entre el bloque y el plano son μs=0.6 y μk=0.5 respectivamente. Si se le aplica al bloque lentamente una fuerza F hasta que la tensión en el muelle llega a 150 N y entonces se retira repentinamente, hallar: a) la velocidad que tiene el bloque al volver a la posición inicial (antes de empezar a aplicar la fuerza F); b) la velocidad máxima que alcanza el bloque; c) la distancia hacia la izquierda que recorre el bloque hasta detenerse; d) ¿retrocederá después el bloque hacia la derecha? Si la respuesta es afirmativa, ¿qué distancia recorrerá hasta detenerse? Problema de Trabajo y Energía. Aparece en la convocatoria de JUL2013.
Un muchacho de peso 360 N se balancea sobre una charca de agua con una cuerda atada en la rama de un árbol en el borde de la charca. La rama está a 12 m por encima del nivel del suelo y la superficie del agua está a 1,8 m por debajo del suelo. El muchacho coge la cuerda con la mano en un punto a 10,6 m de la rama y se mueve hacia atrás hasta que la cuerda forma con la vertical un ángulo de 23o. Entonces se lanza y cuando la cuerda pasa por la posición vertical se suelta de la cuerda y cae en la charca. Determinar: a) el módulo de la velocidad del muchacho en el momento de caer en el agua; b) el módulo de la velocidad del muchacho en el instante en que se suelta de la cuerda (al pasar por la vertical); c) la distancia en horizontal respecto de este punto (la vertical del punto de suspensión) a la que cae el muchacho; d) las componentes intrínsecas de la aceleración en el último instante (justo al caer en la charca). Problema de Trabajo y Energía. Aparece en la convocatoria de ENE2017.
Una locomotora de maniobras de 65 Mg que se mueve a 6 km/h choca y se engancha automáticamente a un vagón plataforma de 10 Mg que transporta una masa de 25 Mg. La carga no está firmemente unida al vagón, sino que puede deslizar a lo largo de la plataforma (f=0.20). Sabiendo que el vagón estaba en reposo con los frenos sueltos y que el enganche sucede instantáneamente, determinar la velocidad de la locomotora: a) inmediatamente después del enganche; b) una vez que la carga ha deslizado hasta detenerse respecto del vagón. Problema de Dinámica de los Sistemas de Partículas.
Un cohete experimental se proyecta de forma que pueda mantenerse inmóvil sobre el suelo. El cuerpo del cohete tiene una masa de 1200 kg y la carga de combustible inicial es de 3600 kg. El combustible se quema y se expulsa con una velocidad de 2500 m/s. Hallar la velocidad de consumo de combustible necesaria: a) en el momento de encender el cohete; b) cuando se consume la última partícula de combustible. Problema de Dinámica de los Sistemas de Partículas.
