f_t_septima_edicion

Problemas
Sección 7.1 Segunda ley de New ton
7.1. Una masa de 4 kg está bajo la acción de una fuerza
resultante de (a) 4 N, (b) 8 N y (c) 12 N. ¿Cuáles son
las aceleraciones resultantes?
Resp. (a) 1 m /s 2, (b) 2 m /s 2, (c) 3 m /s 2
7.2. Una fuerza constante de 20 N actúa sobre una masa
de (a) 2 kg, (b) 4 kg y (c) 6 kg. ¿Cuáles son las aceleraciones
resultantes?
7.3. Una fuerza constante de 60 Ib actúa sobre cada uno
de tres objetos, produciendo aceleraciones de 4, 8 y
12 ft/s2. ¿Cuáles son las masas?
Resp. 15, 7.5 y 5 slug
7.4. ¿Qué fuerza resultante debe actual- sobre un martillo
de 4 kg para impartirle una aceleración de 6 m /s2?
7.5. Se ha calculado que una fuerza resultante de 60 N
producirá una aceleración de 10 m /s2 en una carreta.
¿Qué fuerza se requiere para producir en ella una
aceleración de sólo 2 m /s2?
Resp. 12 N
7.6. Un automóvil de 1000 kg avanza hacia el Norte a
100 km/h y frena hasta detenerse por completo en
50 m. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la
fuerza requerida?
Resp. 7717 N, Sur
Sección 7.2 La relación entre peso y masa
7.7. ¿Cuál es el peso de un buzón de correo de 4.8 kg?
¿Cuál es la masa de un depósito de 40 N?
Resp. 47.0 N, 4.08 kg
7.8. ¿Cuál es la masa de un niño de 60 Ib? ¿Cuál es el
peso de un hombre de 7 slugs?
7.9. Una mujer pesa 800 N en la Tierra. Cuando camina
en la Luna, su peso es de sólo 133 N. ¿Cuál es la
aceleración debida a la gravedad en la Luna y cuál es
la masa de la mujer en ese satélite? ¿Y en la Tierra?
Resp. 1.63 m /s2, 81.6 kg en ambos lugares
7.10. ¿Cuál es el peso de un astronauta de 70 kg en la superficie
de la Tierra? Compare la fuerza resultante
necesaria para impartirle una aceleración de 4 m /s2
en la Tierra y la fuerza resultante que se requiere
para impartirle la misma aceleración en el espacio,
donde la gravedad es insignificante.
7.11. Calcule la masa y el peso de un cuerpo si una fuerza
resultante de 16 N basta para impartirle una aceleración
de 5 m /s2.
Resp. 3.20 kg, 31.4 N
7.12. Encuentre la masa y el peso de un cuerpo, sabiendo
que una fuerza resultante de 850 N hace que su rapidez
se incremente de 6 m /s a 15 m /s en un tiempo
de 5 s junto a la superficie de la Tierra.
7.13. Calcule la masa y el peso de un cuerpo, considerando
que con una fuerza resultante de 400 N provoca
una disminución de 4 m /s en su velocidad en 3 s.
Resp. 300 kg, 2940 N
Sección 7.3 Aplicación de la segunda ley de New ton
a problemas de un solo cuerpo
7.14. ¿Qué fuerza horizontal se requiere para jalar un trineo
de 6 kg con una aceleración de 4 m/s2 cuando una
fuerza de fricción de 20 N se opone al movimiento?
7.15. Un automóvil de 1200 kg tiene una rapidez de 25
m/s. ¿Qué fuerza resultante se requiere para detenerlo
a 70 m en un terreno nivelado? ¿Cuál debe ser
el coeficiente de fricción cinética?
Resp. -5 3 5 7 N, 0.456
7.16. Una masa de 10 kg se eleva por medio de un cable
ligero. ¿Cuál es la tensión en el cable cuando la aceleración
es igual a (a) cero, (b) 6 m /s2 hacia arriba y
(c) 6 m /s2 hacia abajo?
7.17. Una masa de 20 kg cuelga en el extremo de una
cuerda. Halle la aceleración de la masa si la tensión
en el cable es (a) 196 N, (b) 120 N y (c) 260 N.
Resp. 0, - 3 .8 m /s2, + 3 .2 m /s2
7.18. Un ascensor de 800 kg se iza verticalmente con una
cuerda resistente. Calcule la aceleración del ascensor
cuando la tensión en la cuerda es de (a) 9000 N,
(b) 7840 N y (c) 2000 N.
7.19. Se aplica una fuerza horizontal de 100 N para arrastrar
un gabinete de 8 kg sobre un piso nivelado. Encuentre
la aceleración del gabinete si ¡ik = 0.2.
Resp. 10.5 m /s 2
7.20. En la figura 7.11, una masa desconocida desciende
deslizándose por el plano inclinado a 30°. ¿Cuál es
la aceleración si no existe fricción alguna?
7.21. Suponga que Ju,( = 0.2 en la figura 7.11. ¿Cuál es la
aceleración? ¿Por qué no es necesario conocer la masa
del bloque? Resp. 3.20 m /s 2, baja por el plano
*7.22. Suponga que m = 10 kg y ¡xk = 0.3 en la figura 7.11.
¿Qué fuerza de empuje P dirigida hacia arriba y a lo
largo del plano inclinado de la figura 7.11 producirá
una aceleración de 4 m /s2 en dirección ascendente
por el plano?
*7.23. ¿Qué fuerza P hacia abajo por el plano inclinado de
la figura 7.11 se requiere para que la aceleración hacia
abajo por dicho plano sea de 4 m /s2? Suponga
que m = 10 kg y ¡xk = 0.3. Resp. 16.5 N
Capítulo 7 Resumen y repaso 153