UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE FÍSICA FÍSICA MECÁNICA (1000019) TALLER SOBRE FUERZAS ESPECIALES EN MECÁNICA Preparado por: Diego Luis Aristizábal Ramírez y Roberto Restrepo Aguilar, profesores asociados de la Escuela de Física Universidad Nacional de Colombia sede Medellín Julio de 2012 1. Se tiene una cuerda entre dos palos. Por más que estire la cuerda, siempre cuelga un poco en el centro. Explique por qué. 2. Un hombre se sienta en una silla suspendida de una cuerda que pasa por una polea suspendida en el techo, y el hombre sujeta el otro extremo de la cuerda. ¿Qué tensión hay en la cuerda, y qué fuerza ejerce la silla sobre el hombre? Dibuje un diagrama de fuerzas (“Diagrama de cuerpo libre”) para el hombre. 3. “En general, la fuerza normal no es igual al peso”. Dé un ejemplo en que ambas fuerzas tengan la misma magnitud, y uno en que no sea así. 4. Al deslizar una caja de libros sobre un piso horizontal con una velocidad constante, ¿por qué se ejerce una fuerza menor si se tira con un ángulo sobre la horizontal que si se tira con el mismo ángulo bajo la horizontal? 5. Se conduce un auto cuesta arriba con rapidez constante. Analice las fuerzas que actúan sobre el auto. En particular, ¿qué lo empuja cuesta arriba? 6. Al empujar una caja rampa arriba, ¿se requiere menor fuerza si se empuja horizontalmente o paralelamente a la rampa? ¿Por qué? 7. Si una mujer en un ascensor suelta su maletín pero éste no cae al piso, ¿qué puede ella deducir respecto al movimiento del ascensor? 8. Por la resistencia del aire, dos objetos de masa desigual no caen con la misma rapidez. Si dos cuerpos de forma idéntica pero de masa desigual se dejan caer simultáneamente desde la misma altura, ¿cuál llega primero al piso? Explique. 9. Un bloque recibe un empuje tal que se desliza hasta la parte superior de una rampa. Cuando el bloque alcanza el punto más alto, se resbala de regreso hacia abajo. ¿Por qué su aceleración es menor en el descenso que en el ascenso? 10. ¿Ejerce una manzana atracción gravitacional sobre el planeta Tierra? Si es así, ¿con qué fuerza? Examine los casos en que (a) la manzana está fija en el árbol, y (b) la manzana cae. 11. ¿Cuándo será máximo su peso aparente, medido en un dinamómetro dentro de un ascensor en movimiento: cuando el ascensor (a) acelera hacia abajo, (b) acelera hacia arriba, (c) está en caída libre, (d) se mueve hacia arriba a velocidad constante? 12. Si la constante de elasticidad de un resorte homogéneo cuya longitud es L cm es igual a k N.m-1 y éste se divide en cuatro resortes iguales, ¿cuál será la constate de elasticidad de cada uno? ¿Cuál será el módulo de elasticidad de cada uno? 13. Con base en la ley de Hooke, explique cómo construiría un dinamómetro. 14. Un resorte sobre el que pende una masa cuelga del techo de un ascensor. Cuando el ascensor acelera hacia abajo el resorte se comprime. Explique por qué sucede esto. 15. Mantener horizontalmente una regla de madera sobre los índices y juntar suavemente los dedos. ¿la regla se desliza suavemente sobre los dedos? no, se desliza primero sobre un dedo y luego sobre el otro y así sucesivamente. ¿Por qué se alterna el deslizamiento? 16. ¿Cómo cree usted que varíe el valor de la fuerza de fricción por deslizamiento si hacemos los experimentos en la Luna en lugar de realizarlos en la Tierra?