Física I

Dos prismas triangulares de masas M y m, y anchuras a y b, están en reposo, tal como se indica en la figura, sobre un tablero horizontal sin rozamiento. 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. Aplicación numérica: M=10 kg; m=2 kg; a=40 cm: b=10 cm.

Cuestion de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

Un rodillo pesado de radio r que descansa sobre un suelo horizontal rugoso está sometido a la acción de una fuerza de tracción P que actúa en el perímetro de un eje de radio a con una inclinación que forma un ángulo constante β con la horizontal. Determinar el movimiento del centro del rodillo. ¿Cuál deberá ser el valor mínimo del coeficiente de rozamiento para que ruede? El radio de giro centroidal es k.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

El disco superior de la figura tiene una masa m₁, un radio de giro centroidal k y un radio r, y rueda sin deslizar sobre el disco mayor, fijo rigidamente y que no puede girar. La barra de conexión tiene una masa m₂ y puede tratarse como una varilla delgada de longitud L. Determinar la aceleración angular a de BO en la posición indicada debida al par de momento M aplicado por la barra en O.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

La fuerza de una partícula en la región se representa mediante la función energía potencial:

donde a y b son constantes positivas. a) Determinar la fuerza F_x en la región ; b) ¿para qué valor de x la fuerza vale 0? c) En el punto en que la fuerza se anula ¿el equilibrio es estable o inestable?

Cuestion de Trabajo y Energía.

Determina la velocidad de escape de un móvil. ¿Qué ocurre si v > v_escape? ¿Y si v < v_escape?

Cuestion de Gravitación.

Determinar la velocidad mínima necesaria para que al hacer girar un cubo lleno de agua siguiendo una circunferencia vertical el agua no se salga del cubo.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

Se tira hacia delante de la rueda representada en la figura mediante una fuerza constante P de 260 N. El peso de la rueda es de 375 N y su radio de giro respecto al eje de la rueda (radio de giro centroidal) es de k=231 mm (I_G=mk²). La rueda va rodando sin deslizamiento por la superficie horizontal y en la posición representada lleva una velocidad angular de 15 rad/s en sentido horario. Determinar: a) la aceleración angular de la rueda y las componentes horizontal y vertical de la fuerza que le ejerce la superficie; b) el valor del mínimo coeficiente de rozamiento que evita el deslizamiento; c) la velocidad angular de la rueda cuando ha dado una vuelta completa.

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

a) ¿Cómo se define la cantidad de movimiento de una partícula? Explicar la relación entre esta magnitud física y la inercia de los cuerpos a moverse. b) En el caso de fuerzas centrales, una partícula se mueve describiendo una trayectoria que viene dada por la ecuación de la cónica r(θ)=α/[1+εcos(θ)]. Explicar qué tipos de cónicas se pueden tener en función de la excentricidad ε.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

a) Enunciar y comentar la ley de Stokes, que expresa la fuerza de fricción de un sólido moviéndose en un fluido (considerando el caso de velocidades pequeñas). b) Para esta situación física, definir el concepto de velocidad límite. Deducir dicho valor a partir del análisis dinámico de un objeto que cae bajo la acción de su peso en el seno de un fluido (considerando también el término del empuje).

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

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 23^o. 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.