Serway-septima-edicion-castellano

Respuestas a problemas con número impar A-31
CAPÍTULO 11
1. 7.00 î 16.0 ĵ 10.0kˆ
3. a) 17.0kˆ b) 70.6°
5. 0.343 N m horizontalmente al norte
7. 45.0°
9. F 3 F 1 F 2 ; no
11. 17.5kˆ kg # m 2 >s
13. 160.0kˆ2 kg # m 2 >s
15. mvR[cos (vt/R) 1] kˆ
17. a) cero b) ( mv 3 i sen 2 u cos u/2g) kˆ
c) ( 2mv 3 i sen 2 u cos u/g kˆ d) La fuerza gravitacional hacia
abajo ejerce un momento de torsión en la dirección z.
19. a) mgtcos u kˆ b) El planeta ejerce un momento
de torsión gravitacional sobre la bola. c) mg cos u kˆ
23. a) 0.360 kg m 2 /s b) 0.540 kg m 2 /s
25. a) 0.433 kg m 2 /s b) 1.73 kg m 2 /s
27. a) 1.57 10 8 kg m 2 /s b) 6.26 10 3 s 1.74 h
29. a) v f v i I 1 /(I 1 I 2 ) b) I 1 /(I 1 I 2 )
31. a) 11.1 rad/s en sentido contrario a las manecillas del reloj b)
No. 507 J se transforman en energía interna. c) No. Los cojinetes
de la tornamesa pronto imparten impulso de 44.9 kg · m/s
al norte en el sistema tornamesa-barro y a partir de ahí sigue
cambiando la cantidad de movimiento del sistema.
33. 7.14 rev/min
35. a) La energía mecánica no se conserva; algo de energía química
se convierte en energía mecánica. La cantidad de movimiento
no se conserva. Los cojinetes de la tornamesa ejercen
una fuerza externa hacia el norte sobre el eje. La cantidad de
movimiento angular se conserva. b) 0.360 rad/s contra las
manecillas del reloj c)99.9 J
37. a) mv abajo b)M/(M + m)
39. a) 2 mv i d/[M 2m]R 2 b) No; algo de energía mecánica
cambia a energía interna. c) La cantidad de movimiento no se
conserva. El eje ejerce una fuerza hacia atrás sobre el cilindro.
41. 10 13 rad/s
43. 5.45 10 22 N m
45. a) 1.67 î m>s b) 0.033 5 3.35% c) 1.67 î m>s
d) 15.8 rad/s e) 1.00 100%
47. a) 7 md 2 /3 b) mgd kˆ c) 3g/7d contra las manecillas
del reloj
d) 2 g/7 hacia arriba e) mgd f) 6g>7d g) m 14gd 3 >3
h) 2gd>21
49. 0.910 km/s
51. a) v i r i /r b) T (mv 2 i r 2 i )r 3 1
c) 2mv 2 i (r 2 i /r 2 1)
d) 4.50 m/s, 10.1 N, 0.450 J
53. a) 3 750 kg m 2 /s b) 1.88 kJ c) 3 750 kg m 2 /s
d) 10.0 m/s e) 7.50 kJ f) 5.62 kJ
2
55. a) 2 mv 0 b) 2v 0 /3 c) 4mv 0 /3 d)4v 0 /9 e) mv 0
f) 26 mv 2 0 /27 g) No actúan fuerzas horizontales sobre las
boleadoras desde el exterior después de liberarlas, así que la
cantidad de movimiento horizontal permanece constante. Su
centro de masa se mueve de manera estacionaria con la velocidad
horizontal que tiene en la liberación. Sobre las boleadoras
no actúan momentos de torsión sobre su eje de rotación, así
que su cantidad de movimiento angular se mantiene constante.
Las fuerzas internas no pueden afectar ni la conservación de la
cantidad de movimiento ni la conservación de la cantidad de
movimiento angular, pero pueden afectar la energía mecánica.
La energía mv 2 0 /27 cambia de energía mecánica a energía
interna conforme la boleadora toma su configuración estable.
57. Un aumento de 0.550 s. No es un cambio significativo.
CAPÍTULO 12
1. 31m 1 m b 2d m 1 />24>m 2
3. (3.85 cm, 6.85 cm)
5. ( 1.50 m, 1.50 m)
7. (2.54 m, 4.75 m)
9. 177 kg
11. a) f s 268 N, n 1 300 N b) 0.324
13. 2.94 kN en cada rueda trasera y 4.41 kN en cada rueda
delantera.
15. a) 29.9 N b) 22.2 N
17. a) 1.73 rad/s 2 b) 1.56 rad/s
c) 1 4.72 î 6.62 ĵ 2 kN d) 38.9 ĵ kN
19. 2.82 m
21. 88.2 N y 58.8 N
23. 4.90 mm
25. 23.8 mm
27. a) 3.14 10 4 N b) 6.28 10 4 N
29. 1.65 10 8 N/m 2
31. 0.860 mm
33. n A 5.98 10 5 N, n B 4.80 10 5 N
35. 9.00 pies
37. a)
T
O
R y
R x
60.0
x
80.0 N
200 N
700 N
3.00 m
3.00 m
b) T 343 N, R x 171 N hacia la derecha, R y 683 N
arriba c) 5.13 m
39. a) T F g (L d)/[sen u (2L d)]
b) R x F g (L d)cot u/(2L d), R y F g L/(2L d)
41. F S A 1 6.47 10 5 î 1.27 10 5 ĵ 2 N,
F S B 6.47 10 5 î N
43. 5.08 kN, R x 4.77 kN, R y 8.26 kN
45. a) 20.1 cm hacia la izquierda del borde frontal; m k 0.571
b) 0.501 m
47. a) M (m/2)(2m s sen u cos u)(cos u m s sen u) 1
b) R (m M)g(1 m 2 s ) 1/2
F g[M 2 m 2 s (m M) 2 ] 1/2
49. b) AB compresión 732 N, AC tensión 634 N, BC compresión
897 N
51. a) 133 N b) n A 429 N y n B 257 N
c) R x 133 N y R y 257 N
55. 1.09 m
57. a) 4 500 N b) 4.50 10 6 N/m 2 c) La tabla se
romperá.
59. a) P y (F g /L)(d ah/g) b) 0.306 m
c) 1 306 î 553 ĵ 2 N
CAPÍTULO 13
1. 10 7 N hacia usted
3. a) 2.50 10 5 N hacia el objeto de 500 kg b) entre
los objetos y 0.245 m desde el objeto de 500 kg
5. 1 100 î 59.3 ĵ 2 pN
7. 7.41 10 10 N
9. 0.613 m/s 2 hacia la Tierra
2
11. r Luna >r Tierra 3
13. 1.26 10 32 kg
15. 1.90 10 27 kg
17. 8.92 10 7 m
19. Después de 3.93 años, Mercurio estaría más lejos del Sol
que Plutón.