Ejercicios y problemas de dinámica

1. I.E.S. Pedro Mercedes Curso 2009-2010
Departamento de Física y Química
EJERCICIOS Y PROBLEMAS SOBRE DINÁMICAEJERCICIOS Y PROBLEMAS SOBRE DINÁMICA
1) Determina la fuerza resultante y la fuerza equilibrante de los siguientes sistemas de fuerzas,
expresándolas en forma vectorial y modulo-argumental.
2)
Calcular las
tensiones en los sistemas
siguientes
2a) 2b)
2c)
Ejercicio 3
3) Determina el valor de Fw
para que el sistema se
mantenga en equilibrio
4) Una pelota de béisbol tiene una masa de 150g y puede ser
lanzada con una velocidad de 45 m/s. ¿Qué fuerza debe de
aplicarse para detener la pelota en tres décimas de segundo?
5) Un objeto de 200g de masa se lanza, con una velocidad de 3m/s,
deslizando sobre una mesa horizontal de 1’5 m de ancha, desde
un extremo hasta el opuesto. El coeficiente de rozamiento entre
el objeto y la mesa es 0,2.
a) Calcula la fuerza de rozamiento
b) ¿Con qué aceleración se mueve?
c) ¿con qué velocidad llegará al borde de la mesa?
d) ¿A qué distancia de la mesa tocará el suelo si la altura de la mesa es de 0,8 m.?
e) ¿Cuál será el tiempo transcurrido desde el comienzo del movimiento hasta el instante de
impacto con el suelo?.
6) Un bloque de 100 gramos está apoyado sobre una rampa que forma un ángulo de 15º con la
horizontal. El coeficiente de rozamiento entre el plano y el bloque es 0,1.
a) Dibuja las fuerzas.
b) Determina los valores del peso, fuerza normal y fuerza de rozamiento.
c) Explica razonadamente cómo será el movimiento del bloque.
7) Sobre un plano inclinado 30º sobre la horizontal hay un cuerpo de 40 Kg. Paralela al plano y
hacia abajo se aplica una fuerza de 40N. Si el coeficiente de rozamiento dinámico es 0,2,
determinar la aceleración con la que se mueve el cuerpo.
Ejercicios y problemas de Dinámica. 1º Bachillerato 1

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Departamento de Física y Química
8) Se quiere subir un cuerpo de 2 Kg a velocidad constante por una rampa del 10% de pendiente
y 5m de longitud en un tiempo de 10s. El coeficiente de rozamiento vale 0,4. Calcular la fuerza
paralela a la rampa que se debe aplicar
9) Una grúa levanta un contenedor de 800 kg con una aceleración de 0,5 m/s2. Determina:
a) la tensión del cable
b) la tensión del cable si el contenedor sube con velocidad constante.
10)De una polea de masa despreciable se cuelgan dos masas de 2 y 3 Kg respectivamente.
Calcular la aceleración con la que se desplaza el sistema y la tensión de la cuerda, suponiendo
nulo el rozamiento entre la cuerda y la polea
11)Sobre una mesa se encuentra un bloque m1 = 20 kg que está unido por una cuerda a otros dos
m2 = 5 kg y m3 = 3 kg como se indica en la figura. El coeficiente de rozamiento entre m1 y la
mesa vale 0,2. Calcular:
a) La aceleración con que se mueven
b) La tensión de los hilos.
12)Calcular la aceleración y las tensiones en los casos siguientes, indicando en todos los casos los
valores de la fuerzas de reacción de los planos y de la fuerza de rozamiento
5a) F=360 N; m=10 kg; µ=0,1 5b) m1=5kg; m2=3kg; m3=2kg; µ=0,2
13)Calcular el valor de F para que el cuerpo m1 se desplace con una aclaración constante de 0,5
m/s2.
Datos: m1=1kg; m2=0,5kg y µ=0,4 entre ambos
cuerpos y entre m1 y la superficie de deslizamiento
14)En el sistema de la figura, lo bloques A y B
deslizan con velocidad constante sobre
la superficie horizontal por la acción del
bloque C. El bloque B se separa del A y
se suspende del C. ¿cuál será la aceleración
del sistema? y la tensión de la cuerda?
15) Sobre un plano inclinado cuyo ángulo es
30º está apoyado un cuerpo de 500g
que está unido por una cuerda que pasa por una polea con otro cuerpo de 200g apoyado sobre
un plano inclinado 60º. El coeficiente de rozamiento dinámico en ambos planos es 0,2. Indica,
razonadamente:
a) Sentido en el que se mueve el sistema
Ejercicios y problemas de Dinámica. 1º Bachillerato 2
B 1 Kg A 2 Kg
C 1 Kg

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b) La aceleración del conjunto
c) La tensión de la cuerda
d) El espacio recorrido por cada peso en 1s y la velocidad adquirida
16)Un tractor de 4000 kg de masa arrastra un remolque de 1000 kg al cual va unido un grupo
electrógeno de 200 Kg de masa. El conjunto se mueve sobre una calzada horizontal con
velocidad constante como consecuencia de que el motor del tractor comunica una fuerza de 4
KN. Determina:
a) el coeficiente de rozamiento
b) la tensión en los enganches tractor-remolque y remolque-grupo electrógeno.
17)La Tierra, de 6·1024 Kg, ejerce una fuerza de 588 N sobre una persona de 60 Kg situada en su
superficie. Según la tercera ley de dinámica, la persona atrae a nuestro planeta con una fuerza
opuesta del mismo módulo,
a) calcula las aceleraciones que se producen sobre la Tierra y sobre la persona
b) ¿por qué no se anulan las fuerzas ejercidas si tienen el mismo módulo, la misma dirección y
sentidos opuestos?
18)Dos patinadores tienen 75 y 45 kg de masa, respectivamente e inicialmente están en reposo.
Ambos se empujan con una fuerza de 80 N durante 3 s. Determinar:
a) ¿Qué aceleración adquiere cada uno?
b) ¿Con qué rapidez se moverá cada uno después del impulso?;
c) ¿Cuál es la cantidad de movimiento de cada patinador?
19)Se dispara un proyectil sobre un bloque de madera que se encuentra en reposo y el proyectil se
incrusta en el bloque. Ambos cuerpos se mueven tras el choque a 5 m/s. Sabiendo que la masa
del proyectil es 100 g y la del bloque 5 Kg, calcula la velocidad del proyectil antes de
incrustarse en el bloque.
20)Dos canicas iguales chocan frontalmente con velocidades de 4,2 m/s y 2,8 m/s. Después del
choque, la primera bola se mueve en una dirección que forma 15º con su dirección inicial, y la
segunda bola, en una dirección que forma 210º con la dirección inicial de la primera. Calcular la
velocidad final de ambas.
21)¿Con qué velocidad retrocede un fusil de masa 5 Kg, que dispara un proyectil de 10 g con una
velocidad de 200 m/s?
22)Una escopeta de caza de 6 Kg de masa dispara cartuchos de 50 g. El cañón tiene una longitud
de 65 cm y el cartucho tarda en recorrerlo, tras accionar el gatillo, 20 milésimas de segundo.
Calcula
a) la velocidad del cartucho al salir del cañón
b) la fuerza que le comunican los gases de la explosión al cartucho
c) la velocidad de retroceso de la escopeta.
23)Dos masas de 16 g y 4 g se mueven en sentido contrario con velocidades respectivas de 3 cm/s
y 5 cm/s .Tras chocar entre sí, continúan moviéndose unidas. Calcular la velocidad del conjunto
24)Indiana Jones se encuentra encima de la boca de un túnel. Para escapar de sus enemigos se
deja caer sobre una vagoneta ferroviaria que en ese momento entra en el túnel. Si el túnel
tiene 50m de longitud y la vagoneta se movía a 5m/s en el momento del salto, calcula:
a) La velocidad de la vagoneta después del salto
b) El tiempo que tarda en salir del túnel.
(1) Datos: Masa de la vagoneta 150Kg, Masa de Indiana 85Kg.
ii) Suponer que la velocidad de Indiana Jones antes del salto es nula y que no existe
rozamiento
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25)En una estación de ferrocarril hay una zona en la que se clasifican mercancías y se componen
trenes uniendo los vagones que tienen el mismo destino. La técnica de trabajo consiste en
comunicar una cierta velocidad a los vagones hasta que chocan con los que se encuentran
parados sobre la vía. En un momento determinado, un vagón de 10.000 Kg se mueve a una
velocidad de 5 m/s y choca con otro de 15.000 Kg que se encontraba parado de forma que,
tras el choque, continúan moviéndose juntos. Calcula la velocidad con la que se moverán tras el
choque y el espacio que recorrerán hasta pararse si el coeficiente de rozamiento entre ruedas y
raíles es de 0’2.
26)En un parque de atracciones un cochecito de 250Kg de masa se mueve describiendo un círculo
horizontal de 9m de radio con una velocidad de 6rpm
a) ¿Cuál es la tensión de la barra que le mantiene unido al eje de giro?
b) Calcula la aceleración total.
27)Un automóvil de 1500 kg toma una curva de 50 m de radio con una velocidad de 54 km/h.
Sabiendo que el coeficiente de rozamiento es 0,5 ¿derrapará el vehículo?
28)Una nave espacial se encuentra en órbita alrededor de la Luna a una altura de 20 km.
Suponiendo que únicamente actúa la atracción gravitatoria lunar, determinar la velocidad de la
nave espacial y el tiempo que tarda en describir una órbita. (MLuna=7,34·1022
kg;
rLuna=1,738·106
m)
29)En un péndulo cónico una masa está amarrada a un cordel de 24 cm de longitud sujeto a un
punto fijo. La masa se mueve describiendo un circulo horizontal. Determinar su velocidad y la
tensión de la cuerda si forma un ángulo de 30º con la vertical.
Ejercicios y problemas de Dinámica. 1º Bachillerato 4