Colección de guías para Fisica General (2009).pdf

5. Dos resortes idénticos tienen cada uno k= 20 N/m. Una masa de 0.3 kg se sujeta a ellos como se
muestra en las figuras. Encontrar la constante del resorte equivalente en ambos casos. R: 40 N/m
6. Una masa de 50 gr cuelga se cuelga del extremo de un resorte. Cuando se añaden 20 gr al
extremo del resorte, éste se estira 7 cm más. Encontrar la constante del resorte R: 2.8 N/m
7. Una esfera de bronce macizo está inicialmente rodeada de aire y la presión de aire ejercida sobre
ella es de 10 5 N/m 2 (presión atmosférica normal). La esfera se hace bajar en el océano a una
profundidad donde la presión es 2 x 10 7 N/m 2 . El volumen de la esfera en aire es 0.5 m 3 .
Calcular el cambio de volumen de la esfera luego de ser sumergida. R: -1.6 x 10 -4 m 3 .
8. Una carga de 200 kg se cuelga de una alambre que tiene una longitud de 4 m y área de sección
transversal de 0.2 x 10 -4 m 2 y un módulo de Young de 8 x 10 10 N/m 2 . Cual es el aumento en la
longitud. R: 4.9 mm.
9. Un alambre de acero de 1 mm de diámetro puede soportar una tensión de 0.2 kN. calcule el
diámetro de un cable de acero para soportar una tensión de 20 kN. R: 1 cm.
10. Si el esfuerzo cortante en acero excede de 4 x 10 8 N/m 2 , el acero se rompe. Determine la fuerza
de corte necesaria para
a. cortar un tornillo de acero de 1 cm de diámetro. R: 3.14 x 10 4 N
b. perforar un agujero de 1 cm de diámetro en una placa de acero de 0.5 cm de grosor. R:
6.28 x 10 4 N.
11. Cuando el agua se congela se dilata en alrededor del 9 %. Calcule el aumento de presión que
ocurriría dentro del bloque del motor de un automóvil si se congela agua que esta en su interior.
El módulo de volumen del hielo es de 2 x 10 9 N/m 2 . R: 1.65 x 10 8 N/m 2 .
12. Un niño desliza por un piso en un par de zapatos con suela de hule. La fuerza de fricción que
actúa sobre cada pie es de 20 N. El área de la huella de cada suela es de 14 cm 2 , y el grosor de
cada suela es de 5 mm. Encuentre la distancia horizontal por la cual las superficies superior e
inferior de cada suela están desplazadas mutuamente. El coeficiente de rigidez del hule es de 3
MN/m 2 . R: 2.38 x 10 -2 mm.
BIBLIOGRAFIA
1. J. D. Cutnell, K. W Johnson, Physics, Wiley, 7 th edición, 2007.
2. R. A. Serway, J. W. Jewett Jr., Física para Ciencias e Ingenierías, Thomson,
6 th edición, 2005.
3. D. Halliday, R. Resnick, K. S. Krane, Física, 4 th edición, 1994