SISTEMAS MECÁNICOS

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La segunda ley de Newton afirma que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre él. En la siguiente figura se muestra un bloque que se mueve sobre una mesa con rozamiento y su respectivo diagrama de fuerzas.

 

Si el bloque se mantiene acelerando, ¿cuál (es) de las siguientes fuerzas contribuye(n) a la aceleración horizontal del bloque y por qué?

• El peso y la normal porque son las fuerzas causantes de que el bloque no se caiga verticalmente.

• La fricción solamente porque es la fuerza que se opone al movimiento del bloque.

• El peso solamente porque es la fuerza que causa la aceleración del bloque debido a la gravedad.

• La fricción y la fuerza aplicada porque estas actúan horizontalmente.

Antiguamente se consideraba que el movimiento de los cuerpos se daba de forma natural e ininterrumpida únicamente en sentido vertical (arriba-abajo) mientras que en el sentido horizontal el movimiento siempre tendía a perderse. Sin embargo, posteriormente se encontró que en realidad el movimiento en el sentido horizontal puede darse de forma ininterrumpida. ¿Qué factor movió este cambio en la conceptualización del movimiento horizontal?

• El reconocimiento de que la gravedad generaba el movimiento en el sentido vertical.

• El desarrollo de nuevos motores que permiten halar cuerpos muy pesados.

• El reconocimiento de que existen fuerzas que pueden interrumpir el movimiento vertical de un cuerpo.

• La realización de experimentos sobre superficies lisas con poca fricción.

Un estudiante observó la siguiente imagen en una revista de deportes

El estudiante le explica a un compañero que el deportista permanece en reposo porque

• la magnitud de la fuerza neta que ejercen las correas sobre el deportista es igual a la magnitud del peso del deportista.

• la magnitud del peso del deportista es mayor que la magnitud de la fuerza que ejerce el deportista.

• la magnitud del peso del deportista disminuye por la posición de las piernas del deportista.

• la magnitud de la fuerza que ejerce el deportista es igual a la magnitud del peso de las correas.

Dos bloques, I y II, permanecen en reposo, unidos por medio de una cuerda, como se muestra en la figura.

Teniendo en cuenta la información anterior, ¿cuál de los siguientes diagramas de cuerpo libre representa correctamente las fuerzas que actúan sobre el bloque II?

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Un estudiante tiene el siguiente montaje

Si la mano tira de la cuerda con una fuerza constante de 400 N (Newton), ¿Qué sucederá con el ladrillo que está sobre la mesa?

• Se moverá hacia la izquierda con velocidad constante.

• Permanecerá en reposo y su peso disminuirá.

• Permanecerá en reposo y su peso aumentará.

• Se moverá hacia la derecha con aceleración constante.

Un estudiante ubica una sombrilla sobre un ventilador soplando hacia arriba y observa que la sombrilla comienza a incrementar su velocidad hacia arriba, como se muestra en la figura.

 

¿Cómo debe ser la fuerza que ejerce el aire del ventilador para que la sombrilla se mueva aceleradamente hacia arriba?

• Menor que el peso de la sombrilla.

• Mayor que el peso de la sombrilla.

• Igual al peso de la sombrilla.

• Igual al peso del ventilador.

Una grúa levanta una caja de masa (m), como se muestra en la Figura 1. El funcionamiento de la grúa puede modelarse como una máquina de Atwood. En este modelo, como lo muestra la Figura 2, se aplica una fuera F_motor sobre una cuerda que produce, sobre ésta, una tensión T, con la finalidad de levantar un cuerpo de peso mg.

¿Qué predicción puede hacerse a partir del modelo?

• F_motor está dirigida en sentido contrario al peso.

• Para levantar la caja, se necesitará que la magnitud de T sea mayor que su peso.

• Es posible levantar la caja, si la magnitud de T es menor que el peso de la caja.

• La grúa levantará la caja sin importar la magnitud de F_motor.