Serway-septima-edicion-castellano

136 Capítulo 5 Las leyes del movimiento
el techo en cada punto final. La sección central de la cuerda
es horizontal. a) Encuentre la tensión en cada sección de
cuerda en términos de 1 , m y g. b) Encuentre el ángulo 2 , en
términos de 1 , que las secciones de cuerda entre las mariposas
exteriores y las mariposas interiores forman con la horizontal.
c) Demuestre que la distancia D entre los puntos extremos de
la cuerda es
D
L
5 12 cos u 1 2 cos 3tan 1 1 1 2 tan u 1 24 12
1
D
2
m
2
1
m
L 5
m
m
Figura P5.71
Respuestas a las preguntas rápidas
5.1 d). La opción a) es verdadera. La primera ley de Newton
dice que el movimiento no requiere fuerza: un objeto en movimiento
continúa moviéndose a velocidad constante en
ausencia de fuerzas externas. La opción b) también es verdadera.
Un objeto fijo puede tener muchas fuerzas actuando
sobre él, pero si la suma vectorial de todas estas fuerzas
externas es cero, no hay fuerza neta y el objeto permanece
fijo.
5.2 a). Si actúa una sola fuerza, esta fuerza constituye la fuerza
neta y existe una aceleración de acuerdo con la segunda ley
de Newton.
5.3 d). Con el doble de fuerza, el objeto experimentará el doble de
aceleración. Puesto que la fuerza es constante, la aceleración
es constante, y la rapidez del objeto (que parte del reposo)
está dada por v at. Con el doble de aceleración, el objeto
llegará a la rapidez v en la mitad de tiempo.
5.4 b). Puesto que el valor de g es más pequeño en la Luna que
en la Tierra, se requeriría más masa de oro para representar
1 newton de peso en la Luna. Por lo tanto, su amigo en la Luna
es más rico, ¡por un factor aproximado de 6!
5.5 i), c). En concordancia con la tercera ley de Newton, la mosca
y el autobús experimentan fuerzas que son iguales en magnitud
pero opuestas en dirección. ii), a). Puesto que la mosca
tiene una masa mucho muy pequeña, la segunda ley de
Newton dice que experimenta una aceleración muy grande. La
gran masa del autobús significa que resiste más efectivamente
cualquier cambio en su movimiento y muestra una aceleración
pequeña.
5.6 b). La fuerza de fricción actúa opuesta a la fuerza gravitacional
sobre el libro para mantenerlo en equilibrio. Puesto que la
fuerza gravitacional es hacia abajo, la fuerza de fricción debe
ser hacia arriba.
5.7 b). Cuando se jala con la soga, hay una componente de su
fuerza aplicada que es hacia arriba, lo que reduce la fuerza
normal entre el trineo y la nieve. A su vez, la fuerza de fricción
entre el trineo y la nieve se reduce, lo que hace que el trineo
sea más fácil de mover. Si usted empuja por detrás con una
fuerza con un componente hacia abajo, la fuerza normal es
mayor, la fuerza de fricción es más grande y el trineo es más
difícil de mover.
2 intermedio; 3 desafiante; razonamiento simbólico; razonamiento cualitativo