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FISICA

Actividad 2. Ejercicios

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS- LEYES DE NEWTON Y MOMENTO LINEA LLUIS ALFREDO ROMERO GARCIA INGENIERIA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS.

Resuelve los ejercicios aplicando los conocimientos sobre la Segunda Ley de Newton Ejercicio 1. Segunda ley de Newton Las ruedas de una locomotora de 500 𝑡𝑜𝑛 tienen un coeficiente de fricción estático con las vías de 𝜇𝑠 = 0. 15. a) ¿Cuál es la fuerza de tracción tangencial máxima 𝐹𝑀á𝑥 ejercida entre las vías y las ruedas? 𝐹𝑀𝑎ˊ 𝑥 = 𝜇𝑠 ⋅ 𝑁 = 0. 15 ⋅ 4 , 905 , 000 𝑁 = 735 , 750 𝑁 b) Si se tiene una fuerza de tracción de 2 / 3 de la máxima, ¿en cuánto tiempo pasaría desde el reposo a alcanzar una velocidad de 100 𝑘𝑚/ℎ? 𝑎 = 𝐹/𝑚 = 490 , 500 𝑁/ 500 , 000 𝑘𝑔 = 0. 981 𝑚/𝑠^2 c) ¿Cuánta distancia recorrería en este tiempo? 𝑡 = 𝑣/𝑎 = 27. 78 𝑚/𝑠/ 0. 981 𝑚/𝑠^2 = 28. 32 𝑠 d) A la locomotora se le enganchan una serie de vagones con una masa total de 100 𝑡𝑜𝑛, que ejercen fuerzas de fricción que se oponen al movimiento del tren. Si las fuerzas de fricción de los vagones son iguales a 0. 12 de su peso, y la fuerza de tracción de las ruedas de la locomotora es de 2 / 3 de la máxima, ¿en cuánto tiempo pasaría desde el reposo a alcanzar una velocidad de 100 𝑘𝑚/ℎ? 𝑑 = 0. 5 ⋅ 𝑎 ⋅ 𝑡^2 = 0. 5 ⋅ 0. 981 𝑚/𝑠^2 ⋅ ( 28. 32 𝑠)^2 = 392. 5 𝑚 e) ¿Cuánta distancia recorrería en este tiempo? N. La aceleración ahora es de: 𝑎 = 𝐹/𝑚 = 372 , 780 𝑁/ 600 , 000 𝑘𝑔 = 0. 6213 𝑚/𝑠^2 El tiempo necesario para alcanzar una velocidad de 100 km/h desde el reposo ahora es de: 𝑡 = 𝑣/𝑎 = 27. 78 𝑚/𝑠/ 0. 6213 𝑚/𝑠^2 = 44. 72 𝑠 Y la distancia recorrida en ese tiempo es: 𝑑 = 0. 5 ⋅ 𝑎 ⋅ 𝑡^2 = 0. 5 ⋅ 0. 6213 𝑚/𝑠^2 ⋅ ( 44. 72 𝑠)^2 = 621. 3 𝑚 Ejercicio 2. Momento lineal Desde una tolva se deja caer semilla de frijol a razón de 20 𝑘𝑔/𝑠 hacia una banda transportadora, como se ilustra en la figura 1. La velocidad de salida del frijol de la tolva es de 1. 7 𝑚/𝑠, y la banda avanza con una rapidez de 0. 40 𝑚/𝑠. a) Determina la velocidad del frijol al llegar a la banda. Desde una tolva se deja caer semilla de frijol a razón de 20 kg/s hacia una banda transportadora, como se ilustra en la figura 1. La velocidad de salida del frijol de la tolva es de 1.7 m/s, y la banda avanza con una rapidez de 0.40 m/s. b) Determina la velocidad del frijol al llegar a la banda. 𝑝 = 20 𝑘𝑔/𝑠 ⋅ 1. 7 𝑚/𝑠 = 34 𝑘𝑔 ⋅ 𝑚/𝑠^2 c) Obtén el momento lineal del frijol que llega a la banda por unidad de tiempo. 𝑝 = 20 𝑘𝑔/𝑠 ⋅ 0. 40 𝑚/𝑠 = 8 𝑘𝑔 ⋅ 𝑚/𝑠^2 d) Calcula el momento lineal del frijol que se mueve en la banda transportadora por unidad de tiempo.

d) Realiza un diagrama en el que se muestre el vector de fuerza centrípeta o normal en la posición 𝜃 = 𝜋/ 6 𝑟𝑎𝑑. e) ¿Cuál es la fuerza tangencial sobre el tubo muestra en la parte final del proceso? 𝐿 = 0. 02 𝑘𝑔 ⋅ 314. 16 𝑟𝑎𝑑/𝑠 ⋅ 0. 06 𝑚 = 0. 377 𝑘𝑔 ⋅ 𝑚^2 /𝑠 f) Realiza un diagrama en el que se muestre el vector de fuerza tangencial cuando se va deteniendo en la posición angular 𝜃 = 𝜋/ 6 𝑟𝑎𝑑. g) Determina el momento angular del tubo muestra al final del arranque T= 60s / REV = (60)/(3000) = 0.02s V= 2π x R / T = 2π x .06 / 0.02 = 18. L= 0.06 x .02 x 18.84955592 = 0.02261 kg m2/s