f_t_septima_edicion

4.2. Cuando a un martillo se le afloja la cabeza, la dificultad
puede resolverse sosteniendo verticalmente
el martillo y golpeando la base del mango contra el
piso. Explique qué ley se ilustra en esta situación.
4.3. Explique cómo interviene la tercera ley de Newton
en las actividades siguientes: (a) caminata, (b) remo,
(c) lanzamiento de cohetes y (d) paracaidismo.
4.4. ¿Es posible que un cuerpo en movimiento esté en
equilibrio? Cite varios ejemplos.
4.5. Según la tercera ley de Newton, a toda fuerza corresponde
una fuerza de reacción igual, pero en
sentido opuesto. Por tanto, el concepto de una fuerza
resultante no equilibrada tiene que ser sólo una
ilusión que no tolera un análisis riguroso. ¿Está de
acuerdo con esta afirmación? Comente las razones
en las que fundamenta su respuesta.
4.6. Un ladrillo está suspendido del techo por medio de
una cuerda ligera. Una segunda cuerda, idéntica a
la anterior, se ata a la parte inferior del ladrillo y
cuelga a una altura que resulte accesible para un estudiante.
Cuando el estudiante tira lentamente de la
cuerda inferior, la superior se rompe; en cambio, si
le propina un tirón brusco a la cuerda inferior, esta
última es la que se rompe. Explique la situación en
cada caso.
4.7. Un largo cable de acero está tendido entre dos edificios.
Muestre usted, por medio de diagramas y explicaciones,
por qué no es posible dejar el cable tan
tenso que quede tan perfectamente horizontal que
no haya pandeo alguno en su punto medio.
4.8. Hemos visto que siempre es conveniente elegir los
ejes .y y y de manera que el mayor número posible de
fuerzas queden especificadas en forma total a lo largo
de alguno de ellos. Supongamos que no existieran dos
fuerzas perpendiculares entre sí. ¿Aun en ese caso seguirá
siendo conveniente hacer una rotación de los ejes
para alinear una de las fuerzas desconocidas con uno
de dichos ejes, en lugar de alinear con él alguna de las
fuerzas conocidas? Ensaye este método aplicándolo a
cualquiera de los ejemplos que aparecen en el libro.
4.9. Comente algunas aplicaciones benéficas de la fuerza
de fricción.
4.10. ¿Por qué hablamos de una máxima fuerza de fricción
estática? ¿Por qué no se habla de una máxima
fuerza de fricción cinética?
4.11. ¿Por qué resulta más fácil tirar de un trineo en un
ángulo determinado, que empujarlo en ese mismo
ángulo? Trace diagramas de cueipo libre para demostrar
cuál sería la fuerza normal en cada caso.
4.12. ¿La fuerza normal que actúa sobre un cuerpo es
siempre igual al peso de éste?
4.13. Al caminar sobre un estanque congelado, ¿es más
conveniente dar pasos cortos o largos? ¿Por qué? Si
el hielo careciera por completo de fricción, ¿sería
posible que la persona saliera del estanque caminando
erguida? Explique su respuesta.
Problemas
Nota: En todos los problemas que presentamos al final de
este capítulo se considera que el peso de las viguetas o vigas
rígidas es despreciable. Se supone también que todas las fuerzas
son de tipo concurrente.
Sección 4.5 Diagramas de cuerpo libre
4 .1. Dibuje un diagrama de cuerpo libre correspondiente
a las situaciones ilustradas en la figura 4.19a y
b. Descubra un punto donde actúen las fuerzas importantes
y represente cada fuerza como un vector.
4.2.
Calcule el ángulo de referencia y marque las componentes.
Estudie cada una de las fuerzas que actúan en el extremo
de la viga ligera de la figura 4.20. Dibuje el
diagrama de cuerpo libre apropiado.
(a)
Figura 4.19
Sección 4.6 Resolución de problemas de equilibrio
4.3. Tres ladrillos idénticos están atados entre sí por medio
de cuerdas y penden de una balanza que marca
en total 24 N. ¿Cuál es la tensión de la cuerda que
soporta al ladrillo inferior? ¿Cuál es la tensión
en la cuerda que se encuentra entre el ladrillo de en
medio y el superior?
Resp. 8 N, 16 N
88 Capítulo 4 Resumen y repaso