Archive for MOMENTO DE UNA FUERZA

ESTÁTICA EJERCICIOS RESUELTOS-QUINTO DE SECUNDARIA PDF Y VIDEOS

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Si vemos un cuerpo en reposo u otro desplazándose con movimiento rectilíneo uniforme, estamos frente a fenómenos aparentemente distintos, pero que en el fondo obedecen a las mismas leyes, pues ocurre que en Física ambas situaciones corresponden a un mismo estado, llamado equilibrio mecánico. El estudio de las leyes y condiciones que deben cumplir los cuerpos para encontrarse en dicho estado lo realiza aquella rama de la Mecánica llamada Estática, ciencia que data de la época de los egipcios y babilonios y que hoy ha dado lugar a la creación de varias ramas de la Ingeniería: Civil, Mecánica, Minera, …., etc.
Fuerza
Toda vez que dos cuerpos interactúan entre sí surge entre ellos una magnitud, que además de valor tiene dirección, sentido y punto de aplicación, llamada fuerza. Es esta magnitud que hace que los cuerpos estén en equilibrio, que cambien la dirección de su movimiento, o que se deformen. En general asociamos la fuerza con los efectos de: sostener, estirar, comprimir, jalar, empujar, tensar, atraer, repeler, …, etc.
Fuerzas especiales
A. Peso (W)
Llamamos así a la fuerza con que la Tierra atrae a todo cuerpo que se encuentre en su cercanía. Es directamente proporcional con la masa de los cuerpos y con la gravedad local. Se le representa por un vector vertical y dirigido hacia el centro de la Tierra.

B. Normal (N)
Se le llama también fuerza de contacto, y viene a ser la resultante de las infinitas fuerzas electromagnéticas que se generan entre las superficies de dos cuerpos cuando éstos se acercan a distancias relativamente pequeñas, predominando las fuerzas repulsivas. La línea de acción de la normal es siempre perpendicular a las superficies en contacto.

C. Tensión (T)
Esta es la fuerza electromagnética resultante que se genera en el interior de una cuerda o un alambre, y que surge para oponerse a los efectos de estiramiento por parte de fuerzas externas que actúan en los extremos de aquellos. En estas fuerzas predominan los efectos atractivos.

Diagrama de cuerpo libre (D.C.L.)
Todo lo visto hasta aquí te permitirá plantear un problema de Estática. Sin embargo, dada la naturaleza vectorial de las fuerzas, es necesario que el cuerpo o sistema analizado quede graficado con el total de fuerzas que lo afectan. Hacer ésto significa elaborar un diagrama de cuerpo libre.

Un diagrama de cuerpo libre es el gráfico de un cuerpo o conjunto de cuerpos que se representa aislado de su medio original, y en donde se señalan las fuerzas externas a aquel, tales como las fuerzas aplicadas visibles: el peso, las reacciones en los apoyos, la fuerza de rozamiento en los contactos, y además la tensión y/o compresión si se efectúan cortes imaginarios.

Ejemplos:

Primera condición de equilibrio
Diremos que un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación cuando presenta una aceleración lineal (a = 0), y ésto ocurre cuando la resultante de las fuerzas que lo afectan es cero.

Observación: En la práctica un cuerpo en equilibrio de traslación puede encontrarse en reposo contínuo (v = 0), o moviéndose con velocidad constante. Al primer estado se le llama Equilibrio Estático y al segundo Equilibrio Cinético.

• No olvidar que: llamamos equilibrio mecánico al estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme que presenta un cuerpo en un determinado marco de referencia.

• Debes saber que: un cuerpo rígido permanece en equilibrio bajo la acción de dos fuerzas si y solo si estas fuerzas tienen igual módulo, y están dirigidas según la misma recta en sentidos contrarios.

Observación !!!
Si un cuerpo está en equilibrio y le hacemos el D.C.L. y resulta que sólo le afectan tres fuerzas entonces dichas fuerzas dibujadas en secuencia formarán un triángulo.

Ejemplo:

Fórmulas
DCL

Primera condición de equilibrio

* Fuerzas concurrentes

Teorema de Lamy

Polígono vectorial cerrado

Momento de una fuerza Segunda condición de equilibrio

Unidades de medida
Estática

PRIMERA PRACTICA
NIVEL 1 :
• Se asumen todas las poleas lisas y de peso despreciable.

1. Si el bloque está en equilibrio, determine “T”.
(g = 10 m/s2)

a) 10 N b) 30 c) 40
d) 60 e) 50

2. Hallar “T”, si el sistema está en equilibrio.

a) 50 N b) 75 c) 100
d) 25 e) 5
3. Hallar “T”, si el sistema está en equilibrio. W = 360 N.

a) 45 N b) 90 c) 180
d) 360 e) 22,5

4. Hallar “T”, si el bloque está en equilibrio.

 

a) 30 N b) 40 c) 50
d) 70 e) 60

5. Si el hombre aplica una fuerza de 10 N, determine la masa del bloque, si el sistema está en equilibrio.

a) 6 kg b) 4 c) 8
d) 16 e) 2

6. Si el bloque de 80 N está en equilibrio, determine la fuerza que ejerce el hombre.

a) 4 N b) 20 c) 40
d) 80 e) N.A.

7. Hallar el “WB”, si el sistema está en equilibrio.

a) 40 N b) 20 c) 10
d) 80 e) 160

8. El siguiente sistema está en equilibrio.
Hallar “WB”. (WA = 5 N)

a) 10 N b) 20 c) 30
d) 40 e) 50
9. En este sistema en equilibrio, determinar la masa del bloque “B”, si el bloque “A” posee una masa de 80 kg. (g = 10m/s2)

a) 20 kg b) 25 c) 2
d) 2,5 e) 1,5

10. Determinar la tensión “T” en el cable.

a) 10 N b) 20 c) 40
d) 15 e) 30
NIVEL II :
1. Determinar la tensión (1), si el bloque pesa 160 N.

a) 30 N b) 50 c) 60
d) 40 e) N.A.
2. Hallar la tensión “T”, si el bloque está en equilibrio. Además el bloque pesa 250 N.

a) 10 N b) 20 c) 30
d) 40 e) 50
3. Hallar “T”, en el sistema que está en equilibrio.

a) 10 N b) 20 c) 40
d) 50 e) 100

4. Hallar “T”, si el sistema está en equilibrio.

a) 10 N b) 20 c) 40
d) 50 e) N.A.
5. Hallar “T”, si el sistema está en equilibrio.

a) 32 N b) 16 c) 96
d) 48 e) 20
6. Hallar la lectura del dinamómetro, si el sistema está en equilibrio.

a) 15 N b) 25 c) 35
d) 75 e) 150
7. Hallar la tensión en el cable (1), si el sistema está en equilibrio.

a) 5 N b)10 c) 15 d) 20 e) 40

 

8. Hallar el valor de “T”, si el sistema está en equilibrio.

a) 10 N b) 12 c) 13
d) 14 e) 16

9. Hallar la lectura del dinamómetro, si el sistema está en equilibrio.

a) 6 N b) 8 c) 7
d) 12 e) 18

10. Hallar la lectura del dinamómetro. Si el sistema está en equilibrio, además “m” es igual a 4,6 kg. (g = 10 m/s2)

a) 23 N b) 92 c) 46
d) 38 e) N.A.

NIVEL 3 :
1. Hallar la tensión en la cuerda, si el peso de la esfera es 10 N.

a) 20 N b) 10 c)
d) 5 e) N.A.
2. Hallar “F” que sostiene al bloque, si el peso del mismo es 40 N.

a) 10 N b) 20 c) 30
d) 40 e) 50
3. Hallar la tensión en la cuerda, si el peso del bloque es 15 N.

a) 10 N b) 15 c) 20
d) 25 e) 30

4. Hallar la normal de la pared, si el peso de la esfera es 90 N.

a) 120 N b) 150 c) 170
d) 180 e) 200

5. Hallar el peso del bloque, si la fuerza “F” que la sostiene vale 20 N.

a) 10 N b) 20 c) 30
d) 40 e) 50

6. Hallar la tensión en “1″, si: W = 30 N.

 

a) 10 N b) 20 c) 30
d) 40 e) 50
7. Hallar la tensión en “2″, si: W = 100 N.

a) 10 N b) 20 c) 30
d) 40 e) 50
8. Hallar la tensión en “1″, si: W = 5Ö_2 N

a) 1 N b) 2 c) 3
d) 4 e) 5

9. Hallar la tensión en “1″, si: W = 100 N

a) 20 N b) 40 c) 60
d) 80 e) 100

10. Hallar la tensión en “1″, si: W = 8 N.

a) 2 N b) 4 c) 6
d) 8 e) 10

11. Hallar la normal, si el peso del bloque es 16 N.

 

a) 5 N b) 10 c) 15
d) 20 e) N.A.
12. Hallar la normal de la pared vertical, si el peso de la esfera es 8 N.

a) 2 N b) 4 c) 6
d) 8 e) 10

13. Hallar la tensión, si el peso del bloque es 15 N.

a) 3 N b) 6 c) 9
d) 12 e) 15

14. Hallar “F”, si el peso del bloque es 10 N.

a) 5 N b) 5Ö_3 c) 2Ö_3
d) 10 e) 10Ö_3

15. Hallar la tensión, si el peso del bloque es
8 N.

a) 1 N b) 3 c) 5
d) 7 e) 9

NIVEL 4 :

1. Indique la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:

I. La fuerza de reacción al peso es la normal.

II. Las fuerzas de acción y reacción actúan sobre cuerpos diferentes.

III. La masa terrestre ejerce una fuerza de repulsión sobre los cuerpos que están en su superficie.

a) VFF b) VFV c) FVF
d) VVV e) FFV

2. Con respecto al equilibrio mecánico, indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones:
I. Si una partícula está en equilibrio, entonces necesariamente está en reposo.
II. Una partícula con M.R.U. se encuentra en equilibrio.
III. Si sobre un cuerpo rígido actúan varias fuerzas en diferentes puntos de éste y el momento de fuerzas es nulo, entonces necesariamente está en equilibrio.
a) VFF b)FVF c) FVV d)VVV e) VVF
3. La tensión que ejerce cada pared al sostener la cadena de peso “W” mostrada en la figura es:

a) Wcsc b) Wcsca c) Wseca
d) Wsena e) N.A.
4. Hallar la fuerza horizontal “F” de la figura, capaz de empujar hacia arriba del plano inclinado (sin rozamiento) a velocidad constante, al cuerpo de 20 N.

a) 20 N b) c) d) e) 10
5. Un bloque de 90 kg de masa cuelga de un cable, como se muestra en la figura. ¿Cuál es la magnitud de la tensión en el cable? Considere:
(no existe rozamiento)

a) 300 N b)100 c) 200 d)500 e) 150
6. La varilla homogénea de 30 cm de longitud doblada en el punto medio “O”. Hallar la longitud de “x” para que el lado OC permanezca en posición vertical.

a) 15 cm b) 20 c) 25
d) 30 e) 45
7. Hallar el ángulo “a” para el equilibrio (m = 200 kg) y la barra es de 24 kg.

a) 45° b) 60° c) 53°
d) 30° e) N.A.
8. La viga AB tiene una longitud de 4 m, es homogénea y su peso es 30 N. Si: m = 3 kg, ¿cuál es la tensión en la cuerda que sostiene la viga?

a) 30 N b) 50 c) 40
d) 60 e) 20
9. La viga homogénea de 2 m de largo tiene una masa de 50 kg. Hallar “x” si la barra está en posición horizontal.

a) 0,35 m b) 1,50 c) 1,00
d) 0,45 e) 1,25

10. Calcular la tensión de la cuerda “A” si el peso de la barra es despreciable, y el peso de las cargas de la polea son: W1 = 70 N, W2 = 160 N.

a) 50 N b) 45 c) 60
d) 100 e) N.A.

NIVEL V :
1. Si el dinamómetro (D) indica 75 N. Determinar el peso del bloque que permanece en reposo. (g = 10 m/s2)

a) 15 N b) 5 c) 25
d) 35 e) 75

2. Una fuerza horizontal “F” es necesario para equilibrar bloques de 2 kg cada uno. Halle “q”, si: F = 30 N.

a) 30° b) 37° c) 45°
d) 53° e) 60°

3. En el sistema mostrado en la figura, si
P = Q, hallar el ángulo “a” que determina la condición del equilibrio.

a) 10° b) 40° c) 90°
d) 100° e) 130°

4. Una masa de peso “P” está suspendida como se muestra en la figura. El extremo de una de las cuerdas esta unida a una masa de peso “Q”. Todas las cuerdas tienen masas despreciables. ¿Cuánto debe de valer “Q” en términos de “P” para que la tensión en la cuerda “bc” sea el triple que la tensión en la cuerda “ab”?

a) b) c)
d) e)

5. La figura mostrada nos trae una barra de 4 kg uniforme y homogénea apoyada en una pared lisa y en una superficie horizontal rugosa. Hallar la fuerza de reacción en “A”.

a) 5 N b) 15 c) 25
d) 20 e) 10

6. Si la barra de 8 kg se mantiene en equilibrio mecánico tal como se muestra. Determinar cuál es la lectura del dinamómetro. (g = 10 m/s2)

 

a) 60 N b) 80 c) 90
d) 160 e) 200

7. Determinar el módulo de la fuerza “F” de tal manera que sea la necesaria para mantener a la esfera homogénea de 50 N en equilibrio mecánico.

a) 15 N b) 25 c) 30
d) 40 e) 50

8. Una barra homogénea de se encuentra en equilibrio mecánico tal como se muestra. Si la tensión en el cable es 10 N, determine la medida del ángulo “q”.

a) 37° b) 47° c) 53°
d) 60° e) 45°

9. Si el sistema mostrado se encuentra en equilibrio mecánico. Determine el módulo de la reacción que experimenta el bloque de 5 kg por parte de la superficie.
(g = 10 m/s2)

a) 10 N b) 20 c) 30
d) 40 e) 50

10. La barra de la figura no pesa y se encuentra en equilibrio. Determine la tensión “T” de la cuerda, si la reacción en el soporte es de 2T y el bloque pesa 6 kg.

a) b)
c) d)
e)

11. Si las esferas lisas “A” y “B” cuyas masas son 9 kg y 3 kg respectivamente se encuentra en equilibrio. Determine el módulo de la tensión en la cuerda “1″.

a) 10 N b) 20 c) 30
d) 50 e) 150

12.Si la esfera mostrada en la figura pesa
7 N. Hallar el ángulo “a” que define el equilibrio, si la reacción del plano en “A” es 20 N.

a) 18,5° b) 8,5° c) 37°
d) 16° e) 53°

13. Si la barra homogénea de 200 N de peso se encuentra en equilibrio. Hallar el ángulo “q” , W = 75 N.

a) 30° b) 37° c) 53°
d) 45° e) 60°

14. Si la barra tiene un peso despreciable y está en equilibrio. Hallar la tensión de la cuerda AC.

a) 10 N b) 20 c) 30
d) 5 e) 15

15.Hallar “P” para que el sistema permanezca en equilibrio. Si: Q = 60 N. La barra doblada es ingrávida.

a) 70 N b) 72 c) 80
d) 60 e) 64

1. La palabra “estática” proviene del vocablo griego _____________ que quiere decir “__________________”. La _________________ se encarga de estudiar a los cuerpos rígidos en el estado llamado de ______________.Se llama cuerpo rígido a aquel cuerpo que no se __________________ ante cualquier acción sobre él. Equilibrio es aquel estado donde el cuerpo no posee __________ alguna. Existen ______ tipos de equilibrio:

Equilibrio _____________ Equilibrio ____________

2. Primera ley de Newton llamada también principio de ___________________ nos indica que todo cuerpo siempre tratará de permanecer en el estado en el que se encuentra.

3. Fuerza es todo agente capaz de _________________ el estado de un cuerpo. Es la medida de una _________________ entre dos cuerpos.
La unidad de medida es el _____________________.
Los efectos de la fuerza en los cuerpos son:

1) _________________________________
2) _________________________________
3) _________________________________

4. El peso es una fuerza _______________ que nos indica como la Tierra nos ___________ hacia ella.
La tensión es una fuerza ______________ que aparece en los cables, hilos y/o cuerdas.
La normal es una fuerza ____________ que aparece cuando dos superficies se ponen en ____________.

 

5. Condiciones de equilibrio:

Primera condición

Cuerpo en equilibrio de ________________ cuando posee aceleración ______________ y la fuerza ______________ de las fuerzas que lo afectan es nula.

Método gráfico