Resolución de Problemas: Leyes de Newton y Momento Lineal - Física, Ejercicios de Física

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FISICA.

ACTIVIDAD 2: EJERCICIOS.

EQUIPO 7

ALUMNOS:

MIGUEL ANGEL DIAZ VALLEJO.

JOSUE GAMALIEL BERNAL LOPEZ.

PROFESOR:

CLAUDIO LEDEZMA CABRERA.

ACTIVIDAD 2.

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS- LEYES DE NEWTON Y MOMENTO LINEAL

Resuelve los ejercicios aplicando los conocimientos sobre la Segunda Ley de Newton Ejercicio 1. Segunda ley de Newton Las ruedas de una locomotora de 500 𝑡𝑜𝑛 tienen un coeficiente de fricción estático con las vías de 𝜇𝑠 =

a) ¿Cuál es la fuerza de tracción tangencial máxima 𝐹𝑀á𝑥 ejercida entre las vías y las ruedas? Datos: m=500 ton = 500000 kg. g=10m/s N= m*g Formula: 𝐹𝑀á𝑥 = 𝜇𝑠 ∗ 𝑁 Sustitución: N= (500000 kg * 10m/s) N= 5000000 𝐹𝑀á𝑥 = (0.15) (5000000) 𝐹𝑀á𝑥 = 750000 N b) Si se tiene una fuerza de tracción de 2 / 3 de la máxima, ¿en cuánto tiempo pasaría desde el reposo a alcanzar una velocidad de 100 𝑘𝑚/ℎ? Datos: 𝑉𝑜 = 0 𝑚/𝑠

1000 𝑚 1 𝑘𝑚

1ℎ 3600 𝑠

) = 27.77 m/s

F= 500000 N

m= 500000 kg Formula:

t = 𝑚 (

𝑉𝑓 − 𝑉𝑜 𝐹

Sustitución: t = 500000

; t = 27.77s

Formula: d= v*t Sustitución: d= (22.77m/s) * (33.324s) d= 925.4074m Ejercicio 2. Momento lineal Desde una tolva se deja caer semilla de frijol a razón de 20 𝑘𝑔/𝑠 hacia una banda transportadora, como se ilustra en la figura 1. La velocidad de salida del frijol de la tolva es de 1. 7 𝑚/𝑠, y la banda avanza con una rapidez de 0. 40 𝑚/𝑠. a) Determina la velocidad del frijol al llegar a la banda. Datos: 𝑉𝑓 = 1. 7 𝑚/𝑠 𝑉𝑜 = 0. 4 𝑚/𝑠 Formula: ∆𝑣 = 𝑉𝑓 − 𝑉𝑜 Sustitución: ∆𝑣 = 1. 7 𝑚/𝑠 − 0. 4 𝑚/𝑠 ∆𝑣 = 1. 3 𝑚/𝑠 V= 1.3m/s b) Obtén el momento lineal del frijol que llega a la banda por unidad de tiempo. Datos: 𝑃 = 20 𝑘𝑔/𝑠 𝑉 = 1. 3 𝑚/𝑠 Formula: 𝑃 = 𝑚 ∗ 𝑉 Sustitución: 𝑃 = 20 𝑘𝑔/𝑠 ∗ 1. 3 𝑚/𝑠 P= 26 kg m/s

c) Calcula el momento lineal del frijol que se mueve en la banda transportadora por unidad de tiempo. Datos: 𝑚 = 20 𝑘𝑔/𝑠 𝑉 = 0. 4 𝑚/𝑠 Formula: 𝑃 = 𝑚 ∗ 𝑉 Sustitución: 𝑃 = 20 𝑘𝑔/𝑠 ∗ 0. 4 𝑚/𝑠 P= 8 kg m/s d) Determina la fuerza que ejerce el frijol al caer sobre la banda. 𝐹 = 𝑚 𝑎 𝑎 = (vf−vο) t F = 20 kg (9.57 m/s^2 ) 𝑎 =

6. 63 m s − 1. 7 𝑚 𝑠
7. 5151 s F = 191. 𝑘𝑔𝑚 𝑠^2

5. 05 m s
6. 5151 s F = 191.4 N 𝑎 = 9. 57 𝒎 𝒔𝟐 e) ¿Cómo es la fuerza que ejerce la banda sobre el frijol? Es una fuerza elástica ya que se comporta como un resorte al cual cuando sometes a una fuerza se desplaza o comprime.

b) Realiza un diagrama en el que se muestre el vector de fuerza tangencial en el arranque en la posición angular 𝜃 = 𝜋/ 6 𝑟𝑎𝑑. c) En el tiempo de operación de 15 𝑚𝑖𝑛, ¿cuál es la magnitud de la fuerza centrípeta o normal sobre el tubo muestra? t = 15 min Fc = m (ꞷ^2 ) (R) Fc = 0.02 kg (314.16 rad/s)^2 (0.06m) Fc = 118.43 N

d) Realiza un diagrama en el que se muestre el vector de fuerza centrípeta o normal en la posición 𝜃 = 𝜋/ 6 𝑟𝑎𝑑. e) ¿Cuál es la fuerza tangencial sobre el tubo muestra en la parte final del proceso? ꞷf = ꞷo + a (t) Ft = m (at) a = −𝜔𝑜 𝑡 Ft = m (a) (R) a = − 314. 16 𝑟𝑎𝑑/𝑠 240 𝑠 Ft = 0.02 kg (1.309 rad/s^2 ) (0.06m) a = 1.309 rad/s^2 Ft = 0.00157 N