Guia 7 2014

ELEMENTOS DE FÍSICA (PM)– 2014
Guía de Trabajo Practico No 7
Elementos de Física - 2012
GUIA Nº 7
Problema 1: Dos objetos, de 10 kg y 3.5 kg, se ubican en los extremos de una barra de peso
despreciable. Suponiendo que la barra tiene una longitud de 2 m, determine la distancia que hay
entre la masa mayor y el centro de masa del sistema.
Problema 2: Calcule las posiciones de los centros de masa de cada uno de los siguientes
sistemas:
a- En los casos que sea posible, determínelos usando argumentos de simetría.
b- Para el caso de la figura 3, indique el valor que debe tener la masa M para que la
posición del centro de masa sea igual a (9/10) h, sobre el eje dibujado.
NOTA: Las figuras 2 y 3 deben entenderse en tres dimensiones. Figura 2: Dos circunferencias
de radio R en planos paralelos, separados por una distancia R. Figura 3: Pirámide de base
cuadrada.
Problema 3: Un cuerpo de masa m se mueve en el espacio intergaláctico con velocidad

constante v . Una explosión lo divide en dos partes de igual masa, de modo que ambas siguen
moviéndose en la misma dirección que la masa original. Si la velocidad de una de las partes es
v/3 en el mismo sentido que la original, ¿cuál será el módulo y sentido de la velocidad de la
otra mitad?
Problema 4: La figura representa a un señor que esta parado sobre el extremo de un tablón,
que está en reposo respecto a tierra. El tablón puede deslizar sin roce sobre el piso. A partir de
un cierto instante el hombre recorre el tablón, desde un extremo al otro, con velocidad media v,
respecto al piso. Si las masas del señor y del tablón son, respectivamente, M y M/3 y el tablón
tiene una longitud L, calcule:
a- La posición del centro de masa del sistema.
b- La velocidad del centro de masa del sistema, para todo t.
c- La posición del centro del tablón cuando el hombre ha llegado al otro extremo del
tablón
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Problema 5: Un proyectil se dispara a 45o con la horizontal y con 500 m/s de velocidad inicial.
En el punto más alto de su trayectoria explota en dos fragmentos de igual masa, uno de los cuales
cae verticalmente. Calcular a qué distancia del cañón cae el segundo al suelo, si la velocidad inicial
del primero es nula.
Problema 6: Una masa de 1 kg se deja deslizar por un plano inclinado 30º, desde una altura de 1
m. Calcule:
a- El trabajo realizado por la fuerza peso desde que comienza a deslizar hasta que llega al
suelo.
b- La velocidad del bloque cuando llega al piso, suponiendo que no hay rozamiento.
c- El trabajo de la fuerza de rozamiento si el coeficiente de rozamiento es d = 0.3.
d- La velocidad del bloque cuando llega al piso en este último caso
e- Compare el valor obtenido en a) con el que se obtiene si se deja caer el bloque desde la
misma altura, pero en caída libre.
Problema 7: Resorte balístico. Una bala de masa m que viaja con velocidad v se incrusta en un
bloque de masa M que está unido a un resorte, inicialmente en equilibrio (ver figura).
a- Halle la velocidad de la masa inmediatamente después de que se incrusta la bala.
b- Compare la energía cinética de la bala con la energía del sistema bala masa antes y después
del choque.
c- Calcule la máxima compresión del resorte, suponiendo que entre el bloque y el piso no hay
rozamiento.
Problema 8: En la figura se muestra una superficie sin fricción. La masa m1 se coloca contra el
resorte de constante k, comprimiéndolo una distancia xo. Se suelta entonces m1 y choca
elásticamente con m2 (m2 > m1), que se halla en reposo más allá de la longitud natural del resorte.
a- Calcular la velocidad de la masa m2 y m1 después del choque.
b- Calcular la deformación x que sufrirá el resorte al comprimirse cuando m1 llegue después de
chocar con m2.
c- Calcular a que altura llega la masa m2.
d- Suponga que m1 = m2. ¿Cuál debe ser xo si m2 debe llegar hasta el punto R?
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Problema 9: Un péndulo puntual de 4.45 N de peso y cuya cuerda (inextensible) tiene una longitud
de 68 cm es dejado caer desde el reposo cuando la cuerda está horizontal y tensa. En la parte
inferior de su trayectoria el péndulo choca elásticamente con un pequeño bloque de acero que pesa
22.2 N, inicialmente en reposo sobre una mesa horizontal sin rozamiento.
a- Encuentre las velocidades del péndulo y del bloque inmediatamente antes y después del
choque.
b- Cómo debe ser la relación entre las masas para que el péndulo quede en reposo después del
choque?
c- Si en el instante del choque se corta la cuerda, produciéndose un choque totalmente plástico,
a que velocidad viajara el pegote?
d- Cuál es en este último caso la pérdida de energía del sistema?
Problema 10: Una partícula de masa m = 5 kg se suelta desde un punto A sobre la vereda sin
fricción mostrada en la figura. Determine:
a- La velocidad de la partícula en los puntos B y C.
b- El trabajo neto realizado por la fuerza de gravedad al mover la partícula de A a C.
A
B
5m
C
3.2 m
2m
Problema 11: Considere dos bloques
conectados entre si por medio de una cuerda que
pasa por una polea sin fricción. El bloque de
masa m1 descansa sobre una superficie
horizontal y está conectado a un resorte de
constante k. El sistema se libera desde el reposo
cuando el resorte no está deformado. Si m2 cae
una distancia h antes de quedar en reposo,
calcule el coeficiente de fricción cinética entre
m1 y la superficie.
k
m1
m2
h
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