Se aplica una fuerza de 40 n durante 5 segundos sobre un bloque de 90 n para desplazarlo sobre una superficie horizontal, con un coeficiente de fricción






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fecha de publicación13.07.2015
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NOMBRE:_____________________________________________ N.L.______ GRUPO: _____

FECHA DE ENTREGA: _____________________________________

FÍSICA I




PROBLEMAS DE FRICCIÓN

  1. Se aplica una fuerza de 40 N durante 5 segundos sobre un bloque de 90 N para desplazarlo sobre una superficie horizontal, con un coeficiente de fricción dinámico de 0.27.

    1. Calcula la aceleración del bloque.

    2. La velocidad que llevara a los 5 segundos, y

    3. La distancia que recorre el bloque al cabo de los 5 segundos.




  1. Una motocicleta cuyo peso es de 1,800 N, se mueve a una velocidad de 60 km/hr. Al aplicar los frenos se detiene a una distancia de 25 m. Calcula la fuerza de fricción promedio que la detiene.




  1. Se aplica una fuerza de 120 N, formando un ángulo de 30º con la horizontal sobre un bloque de 220 N. Si el bloque adquiere una aceleración de 2 m/s2, calcula el coeficiente de fricción dinámico.




  1. Un bloque de 50 N se desliza sobre una tabla existiendo un coeficiente de fricción dinámica de 0.3. Calcula, cual debe ser la fuerza que se debe aplicar al bloque para que se mueva con una velocidad constante si:

    1. La tabla se encuentra sobre una superficie horizontal.

    2. La tabla forma un ángulo de 30º respecto al plano horizontal.




  1. Un bloque de madera de 20 N es jalado con una fuerza máxima estática de 12 N, al tratar de deslizarlo sobre una superficie horizontal de madera. ¿Cuál es el coeficiente de fricción estático entre las dos superficies?




  1. Se aplica una fuerza de 85 N sobre un cuerpo, para deslizarlo a velocidad constante sobre una superficie horizontal. Si la masa del cuerpo es de 21.7 kg. ¿Cuál es el coeficiente de fricción dinámico?




  1. Determina el valor de la fuerza necesaria para mover un bloque de 30 N a velocidad constante sobre una superficie horizontal, si el coeficiente de fricción dinámico es de 0.5, di qué aceleración adquirirá el bloque si se le aplica el doble de la fuerza calculada.



  1. Calcular la fuerza que se debe aplicar, para deslizar un bloque de 200 N con velocidad constante, sobre una superficie con coeficiente de fricción igual a 0.4, al presentarse las siguientes situaciones:

    1. Se empuja el bloque con un ángulo de 30º

    2. Se jala el bloque con un ángulo de 30º




  1. Un camión de carga cuyo peso es de 98,000 N, viaja a una velocidad de 70 km/hr, el conductor aplica los frenos y lo detiene a una distancia de 100 m. ¿Cuál es la fuerza de fricción promedio que lo detiene?




  1. Sobre un bloque de 40 N se aplica una fuerza de 15 N formando un ángulo de 25º con la horizontal como se ve en la figura, si el bloque adquiere una aceleración de 1.5 m/s2, calcular el coeficiente de fricción dinámico.




  1. Un bloque de 30 N se desliza sobre una tabla, existiendo un coeficiente de fricción dinámico de 0.4. Determinar la fuerza que se debe aplicar al bloque para que se mueva con una velocidad constante, cuando:

    1. La tabla se encuentra sobre una superficie horizontal.

    2. La tabla forma un ángulo de 20º respecto al plano horizontal.




  1. Se aplica una fuerza de 25 N durante 4 segundos sobre un bloque de 55 N para desplazarlo sobre una superficie horizontal, con un coeficiente de fricción dinámico de 0.3. Calcular la velocidad que adquiere el bloque a los 4 segundos y la distancia recorrida en ese tiempo.




  1. Si el coeficiente de fricción dinámico entre una caja de 35 kg y el piso es de 0.30, ¿Qué fuerza horizontal se requiere para mover la caja a una velocidad constante a lo largo del piso? ¿Qué fuerza horizontal se necesitaría si µk es igual a cero?




  1. Una fuerza de 40.0 N se requiere para que una caja de 5.0 kg comience a moverse sobre un piso de concreto. a) ¿Cuál es el coeficiente de fricción estático entre la caja y el piso? b) Si la fuerza de 40.0 N continua, la caja acelera a 0.70 m/s2. ¿Cuál es el coeficiente de fricción dinámico?




  1. a) Una caja se encuentra en reposo sobre un plano inclinado a 30º. Dibuja el diagrama de cuerpo libre, donde muestres todas las fuerzas que actúan sobre la caja. B) ¿Cómo cambiaria el diagrama si la caja estuviera resbalando sobre el plano? C) ¿Cómo cambiaria si la caja estuviera subiendo por el plano inclinado después de haber recibido un empujón inicial?




  1. El cajón que contiene los cubiertos de plata tiene una masa de 2.0 kg y no resbala inmediatamente. El dueño gradualmente jala el cajón con mayor y mayor fuerza. Cuando la fuerza aplicada alcanza los 8.0 N, el cajón se abre repentinamente, arrojando todos los cubiertos al suelo. Encuentra el coeficiente de fricción estático entre el cajón y el gabinete.




  1. Las llantas para carreras de velocidad en contacto con la superficie de asfalto, probablemente tengan uno de los coeficientes de fricción estática más altos dentro de las situaciones diarias. Asumiendo que hay una aceleración constante y que las llantas no resbalan, estima el coeficiente de fricción estática para un corredor que recorre un cuarto de milla en 6.0 segundos.



  1. De acuerdo a la siguiente figura. ¿Qué masa debería tener la caja I para prevenir que no ocurra ningún tipo de movimiento? Asume µS= 0.30.





  1. Se da un empujón a una caja de tal forma que esta resbala sobre el piso. ¿Qué tan lejos llegara la caja, si el coeficiente de fricción dinámico es de 0.20 y el empujón le imparte una velocidad inicial de 4.0 m/s?




  1. Dos cajas, de 75 kg y 110 kg, están en contacto una delante de la otra y en reposo sobre una superficie horizontal. Una fuerza de 730 N se ejerce sobre la caja de 75 kg. Si el coeficiente de fricción es 0.15, calcula a) la aceleración del sistema, b) la fuerza que cada caja ejerce sobre la otra.




  1. Demuestra que la distancia mínima para detener a un automóvil que esta viajando a una velocidad “v” es igual a v2/2µSg, donde µS es el coeficiente de fricción estático entre las llantas y el camino, y g es la aceleración debida a la gravedad. B) ¿Cuál seria esta distancia para un carro de 1,200 kg que viaja a 95 km/hr si µs= 0.75? c) ¿Cuál seria la distancia si el coche estuviera en la luna y todas las demás variables se mantuvieran iguales?




  1. Un camión con plataforma plana esta cargando una caja pesada. El coeficiente de fricción estático entre la caja y la plataforma del camión es de 0.75. ¿Cuál es la máxima aceleración con la cual el chofer puede desacelerar sin que la caja resbale hacia la cabina?




  1. En un día helado con nieve, te preocupa estacionar
    tu carro en la acera, la cual tiene un grado de inclinación de 12º. La acera de tu vecino Rodolfo tiene un grado de inclinación de 9º, y la de Carlos, que se encuentra al otro lado de la calle tiene una de 6º. El coeficiente de fricción estático entre las llantas y el hielo es de 0.15. ¿Cuál de las aceras será segura para estacionarse?




  1. Un niño baja por una resbaladilla con una inclinación de 28º y al final la velocidad que alcanza es justo la mitad de la velocidad que hubiera alcanzado si la resbaladilla no hubiera ejercido fricción. Calcula el coeficiente de fricción dinámico entre el niño y la resbaladilla.




  1. Una taza de café que se coloca en la salpicadera de un coche resbala hacia delante de la salpicadura cuando el conductor desacelera de 40 km/h a reposo en 3.5 segundos o menos, pero no la taza no se mueve si desacelera en un tiempo más largo. ¿Cuál es el coeficiente de fricción estática entre la taza y la salpicadera?




  1. Una barra húmeda de jabón (masa = 150 g) resbala sin fricción por una rampa de 2.0 m de largo inclinada a 7.3º. ¿Cuánto tiempo le toma llegar al final de la rampa? Desprecia la fricción. ¿Cómo cambiaria dicha velocidad si la masa de jabón fuera de 250 g?




  1. Un bloque de madera descansa sobre un plano suave e inclinado con un ángulo de 22º con respecto a la horizontal. Determina la aceleración del bloque a medida que éste resbala por el plano. B) Si el bloque parte del reposo a una altura de 9.10 m a partir de su base, ¿Cuál será la velocidad del bloque cuando llegue al fondo del plano inclinado? Ignora la fricción.




  1. A un bloque se le imparte una velocidad inicial de 3 m/s hacia arriba sobre un plano inclinado con un ángulo de 22º. A) ¿Qué tan lejos (subiendo) llegara el bloque? B) ¿Cuánto tiempo pasara antes de que regrese a su punto de partida? Ignora la fricción.




  1. Un carrito de montaña rusa alcanza la punta de la montaña más alta con una velocidad de 6.0 km/hr. Luego baja dicha montaña, la cual tiene una ángulo promedio de 45º y tiene 45.0 m de longitud. ¿Cuál será la velocidad cuando alcanza el fondo de la montana? Asume que µs = 0.12.




  1. Una caja de 18.0 kg es soltada sobre un plano inclinado de 37º y acelera a medida que desciende por el plano a 0.270 m/s2. Encuentra la fuerza de fricción que impide este movimiento. ¿Qué tan grande es el coeficiente de fricción?




  1. En el diseño de un supermercado, hay varias rampas que conectan diferentes partes de la tienda. Los clientes tienen que empujar los carritos para subir las rampas, y obviamente se desea que esto no sea demasiado dificultoso. Un ingeniero hizo una encuesta y encontró que casi nadie se quejaría si la fuerza requerida para empujar el carrito fuera menor de 50 N. ¿Una pendiente de 5º seria demasiado inclinada, asumiendo que un carito lleno tiene una masa de 30 kg? Asume que la fricción esta dada por µs = 0.10.




  1. Fígaro, el gato ( masa = 5 kg) se esta colgando del mantel de la mesa y esta jalando la pecera de Cleo ( 11 kg) hacia la orilla de la mesa. El coeficiente de fricción dinámico entre el mantel (ignora su masa) debajo de la pecera y la tabla es de 0.44. a) ¿Cuál es la aceleración de Fígaro y la pecera? B) Si la pecera se encuentra a 0.90m de la orilla de la mesa, ¿Cuánto tiempo le tomara a Fígaro jalar a Cleo para que caiga?




  1. Una masa pequeña m se coloca sobre la superficie de una esfera. Si el coeficiente de fricción estática es µs = 0.60, ¿a que ángulo comenzara la masa a resbalar?




  1. Un escalador de 70 kg es soportado en una “chimenea” (doble pared) por las fuerzas de fricción ejercidas sobre sus zapatos y su espalda. Los coeficientes de fricción estática entre los zapatos y la pared, y entre su espalda y la pared, son de 0.80 y de 0.60, respectivamente. ¿Cuál es la fuerza normal mínima que debe ejercer? Asume que las paredes son verticales y que ambas fuerzas de fricción son máximas.




  1. Un bloque (masa m1) se encuentra en reposo sobre un plano inclinado sin fricción y esta conectado a otro bloque (masa m2) mediante una cuerda (masa despreciable) que pasa por una polea y cuelga sobre el piso. A) Determina una formula para la aceleración en términos de m1, m2, el ángulo θ, y g. b) ¿Qué condición aplica a las masas m1 y m2 para que la aceleración ocurra en una dirección, o en la otra?




  1. Supón que el coeficiente de fricción dinámico entre la masa m1 y el plano (del problema anterior) es µs = 0.15, y que m1 = m2 = 2.7 kg. Al tiempo que m2 baja, determina la magnitud y la dirección de la aceleración de m1 y m2, si el ángulo de inclinación del plano es de 25º.




  1. ¿Cuál seria el valor más pequeño de µs que evitaría que el sistema del problema anterior no acelerara?




  1. Si un ciclista con 65 kg de masa (incluyendo a la bicicleta) puede bajar por una pendiente de 6º con una velocidad constante de 6 km/h debido a la resistencia del aire, ¿Cuánta fuerza debe ser aplicada para subir dicha pendiente a esa misma velocidad y con la misma resistencia del aire.





ING. MARGARITA ZAGO M.

Problemas Fricción.doc

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