Problemas de leyes de newton en una dimensión

Si al aplicar una fuerza a un cuerpo aparece una reacción igual y de sentido contrario, ¿cómo es posible que lo ponga en movimiento?

Un trabajador debe lanzar un paquete de 5kg desde el suelo hasta una altura de 4m. Si el trabajador aplica al paquete una fuerza vertical constante desde el suelo hasta que encuentra a una altura de 1,5m, calcula:

1.el módulo de la fuerza mínima necesaria para que el paquete alcance los 4 m.

2.en estas condiciones, tiempo total empleado en subir el paquete.

Una persona está sobre una balanza dentro de un ascensor que sube con aceleración (aceleración y velocidad del ascensor apuntan hacia arriba). Si la masa de la persona es 89kg, encontrar el peso (aparente) que marca la balanza en esta situación.

Tres bloques A, B y C (de masas 1, 2 y 3 kg, respectivamente) se encuentran sobre una superficie horizontal como se indica en la figura siguiente.

Figura 1.

1.¿Qué fuerza hay que aplicarle a C para que los bloques adquieran una m/s ?

2.Fuerza que ejerce A sobre B.

3.Fuerza que ejerce B sobre C.

4.Repetir el problema si suponemos que la fuerza se aplica sobre A (hacia la derecha).

El coeficiente de fricción estática entre el piso de un camión y una caja que descansa sobre el es de 0,30. La velocidad del camión es de 22.22m/s. ¿Cual es la distancia mínima de frenado del camión para que la caja no se deslice?

Un cuerpo de masa 2 kg desciende en caída libre. Toma .

1.¿Qué fuerza constante es necesario aplicarle en el instante en que su velocidad es de 20,4 m/s para detenerlo en 2 s?

2.¿Qué trabajo se realiza sobre el cuerpo desde que se aplica la fuerza hasta que se detiene?

Tenemos una jaula de 1kg de peso, y un pájaro en su interior que pesa 10g. Si el pájaro no se posa en la jaula, sino que permanece revoloteando, ¿cuánto pesará el conjunto de la jaula y el pájaro si la jaula es hermética? ¿y si es de barrotes?

Para despegar, dos planeadores se arrastran uno tras el otro mediante un avión de transporte. La masa de cada planeador es y la fuerza con que se oponen al arrastre es . Los cables empleados para unir los tres aviones no deben someterse a tensiones superiores a . ¿Cuál es la aceleración máxima con que puede arrastrar los planeadores sin que se rompan los cables? ¿Cuál es la longitud mínima de pista requerida, si es la velocidad de despegue?

Suponemos gotas de lluvia que caen desde una cierta altura . Si no hubiera fricción, calcular la velocidad con la que llega a tierra. Ahora suponemos que las gotas experimentan una fuerza de fricción . Calcular y encontrar la velocidad límite. Para una aplicación realista supondremos los siguientes datos: y .

Una cobra real de longitud L y masa m uniformemente distribuida reposa sobre el suelo. La cobra decide elevarse verticalmente. ¿Cuál será el valor de la fuerza media que ejerce el suelo sobre ella y hace que la cobra se eleve hacia arriba con una velocidad constante v? Despreciar todo tipo de rozamiento.

Un punto de masa se mueve por una trayectoria rectilínea bajo la acción de una fuerza proporcional al tiempo (el coeficiente de proporcionalidad es ). Además, el punto experimenta por parte del medio una resistencia viscosa por parte del aire proporcional a la velocidad (el coeficiente de proporcionalidad es ). En el instante inicial la velocidad es igual a cero.

1.Encuentre la evolución de la velocidad respecto del tiempo en el caso en que no hay resistencia del aire (es decir, cuando ).

2.Resuelva el problema en el caso general, con .

3.Compruebe que el resultado del segundo apartado se reduce al del primero tomando el límite .

La fuerza de rozamiento de un cuerpo con un medio fluido se suele modelizar con expresiones del tipo , donde n = 1, 2, etc., y es la velocidad del cuerpo relativa al medio. Para ponerlo en práctica, imaginaremos un velero de masa que se mueve impulsado por un viento de de velocidad (respecto al mar). La fuerza de impulsión se puede considerar como el rozamiento con el aire, con y constante de proporcionalidad . Consideraremos también la existencia de el rozamiento con el agua, con y constante .

1.Escribir la expresión de todas las fuerzas que intervienen en el movimiento del velero en función de la velocidad del mismo, siguiendo un convenio de signos coherente.

2.¿Cuál es la velocidad de crucero del velero?

3.Encuentra la velocidad del velero en función del tiempo, suponiendo que comienza parado.

4.Encuentra la posición del velero en función del tiempo, suponiendo que comienza en el origen.

5.Utilizando la solución analítica, verifica que la velocidad de crucero es la calculada en el anterior apartado.

Sabiendo que el momento lineal de una onda electro magnética és donde E es la energía de esta onda y c la velocidad de la luz, calcula la fuerza que ejerce una onda con un flujo de energía de sobre una cartulina negra de 3cm de lado, que la absorbe completamente

Considerando una fuerza constante que actúa tan sólo entre y , con mucho menor que cualquier otra escala de tiempos del problema (con lo cual podemos quedarnos, en cada momento, con el primer orden) obtén la función de Green del oscilador armónico amortiguado, con frecuencia natural y coeficiente de rozamiento . Considerar los tres casos posibles:

1.oscilador sobreamortiguado,

2.amortiguamiento crítico y

3.oscilador infraamortiguado.

Considera un oscilador armónico simple de frecuencia natural , el cual se mueve sobre la superficie del suelo, lo que produce una fuerza de rozamiento constante, de valor . El oscilador comienza, en reposo, separado una distancia de la posición donde la fuerza de recuperación es nula. Calcula cual será la evolución ulterior del oscilador. Considera iguales las fuerzas de fricción estática y dinámica.