DINÁMICA
Dinámica Traslacional
Elaborado por: Ing. Víctor Velasco Galarza
Algunas propiedades de las fuerzas
Tipos de fuerzas
• De contacto: Normal, tensión, fricción.
• De acción a distancia: Fuerza gravitacional, Fuerza
electromagnética
Tipos de fuerzas
Las Leyes de Newton
• Marco de referencia inercial:
Corresponde a un marco de referencia donde se cumple
la primera Ley de Newton.
Marcos de referencias no inerciales
• Marcos de referencias acelerados
Segunda Ley de Newton
Tercera Ley de Newton
• Las fuerzas en la naturaleza vienen en pares.
• Si un objeto A ejerce una fuerza sobre el objeto B, B
ejerce simultáneamente a A una fuerza de igual magnitud
pero de dirección opuesta.
• El par de fuerza, resultado de la inte-
racción, actúan sobre diferentes objetos.
• El par de fuerzas suelen ser llamadas
acción y reacción, sin embargo no debe pensarse que
para que aparezca una debe primero haber una
predecesora, pues ambas aparecen simultáneamente.
• “Es imposible tocar sin ser tocado”
Tercera Ley de Newton
Ejercicio de aplicación
• Un gato de 2.75 kg se mueve en línea recta (el eje x). La
figura muestra una gráfica de la componente x de la
velocidad de este gato en función del tiempo. a) Calcule la
fuerza neta máxima sobre este gato. ¿Cuándo ocurre dicha
fuerza? b) ¿Cuándo la fuerza neta sobre el gato es igual a
cero? c) ¿Cuál es la fuerza neta en el tiempo 8.5 s?
Ejercicio propuesto
• La posición de un helicóptero de entrenamiento de 2.75 x
105 N que se prueba está dada por:
= [(0.020t3) i + (2.2t) j – (0.060t2) k] m
Determine la fuerza neta sobre el helicóptero en t = 5 s.
Problema de aplicación
• Un alambre horizontal sostiene una esfera uniforme
sólida de masa m, sobre una rampa inclinada que se
eleva 35.0° por arriba de la horizontal. La superficie de la
rampa es perfectamente lisa, y el alambre se coloca en el
centro de la esfera, como se indica en la figura. ¿Qué tan
fuerte la superficie de la rampa empuja a la esfera? ¿Cuál
es la tensión en el alambre?
Problema de aplicación
• El bloque A de la figura 5.68 pesa 1.40 N, y el bloque B pesa
4.20 N. El coeficiente de fricción cinética entre todas las
superficies es de 0.30. Calcule la magnitud de la fuerza
horizontal necesaria para arrastrar B a la izquierda con
rapidez constante, si A y B están conectados por un cordón
ligero y flexible que pasa por una polea fija sin fricción.
Problema de aplicación
• El bloque B con masa de 5.00 kg descansa sobre el
bloque A, cuya masa es de 8.00 kg que, a la vez, está
sobre una mesa horizontal. No hay fricción entre el
bloque A y la mesa, pero el coeficiente de fricción estática
entre el bloque A y el B es de 0.750. ¿Qué masa máxima
puede tener el bloque C, de modo que A y B aún se
deslicen juntos cuando el sistema se suelte del reposo?
Problema de aplicación
• Un bloque se coloca contra el frente vertical de un carrito,
como se muestra en la figura. ¿Qué aceleración debe
tener el carrito para que el bloque A no caiga? El
coeficiente de fricción estática entre el bloque y el carrito
es s.
Problema propuesto
• Problema 5.99 del texto guía.
Problema propuesto
• El depósito de combustible de 500 kg para un reactor nuclear está
siendo levantado desde el núcleo del reactor usando el sistema de
poleas mostrado. El depósito es levantado con una aceleración
constante de manera que s = 0 y v = 0 cuando t = 0, y s = 2.5 m
cuando t = 1.5 s. Determine la tensión en el cable colocado en A
durante el movimiento.
Poleas móviles
• Determine la aceleración
de cada bloque de la
figura, en términos de
m1, m2 y g. No hay
fricción en ninguna parte
del sistema.
Problema de aplicación
• Determine la tensión
desarrollada en las
cuerdas unidas a cada
bloque y la aceleración
de los bloques.
Problema propuesto
• Suponiendo que los componentes de fricción entre
ambos bloques y la pendiente son µs = 0.25 y µk = 0.20.
Determine: a) la aceleración de cada bloque, b) la tensión
en el cable.
Problema de aplicación
• El bloque B de 12 lb empieza
a moverse desde el reposo y
se desliza sobre la cuña A de
30 lb, la cual está sobre una
superficie horizontal. Si se
ignora la fricción, determine:
a) la aceleración de la cuña, b)
la aceleración del bloque
relativa a la cuña.
Problema propuesto
• ¿Cuál
debe ser el mínimo
coeficiente de fricción estática
entre el bloque B y el bloque A,
para que éste no deslice?
Problema propuesto
• µs = 0.12 y µk = 0.10 entre el bloque A (10 kg) y B (5 kg),
mientras que µs = 0.24 y µk = 0.20 entre el bloque A y el
plano. Si el sistema se libera del reposo en la posición
indicada, determine: a) la aceleración de A, b) la
velocidad de B relativa a A en t = 0.5 s.
Descargar

Dinámica Traslacional