Segunda ley de Newton

INTRODUCCIÓN

La cinética es la parte esencial del estudio del movimiento. Estudia el movimiento sin analizar las causas que lo producen. No obstante, ésta no se relaciona con el análisis de fuerzas. Para esos casos se requiere de la cinética.

La cinética estudia el movimiento y las causas que lo producen. Las ecuaciones que más influencia tienen en ésta son las leyes de Newton. En específico la segunda ley.

En esta lección, vas a aprender los fundamentos de la cinética de partículas para determinar fuerzas, velocidades y aceleraciones. Para tener un perfecto dominio del tema, es recomendable tener bases sólidas en cinemática. Si quieres saber más sobre cinemática, te invito a revisar la sección que está en este mismo blog en el apartado de dinámica o puedes hacer click aquí para redireccionarte directamente.

Para estudiar los fundamentos de la cinemática y la segunda ley de Newton, te invito a ver el siguiente video...

PROBLEMA 12.9

Un paquete de 20 kg se encuentra en reposo sobre un plano inclinado cuando se le aplica una fuerza P. Determine la magnitud de P si se requieren 10 s para que el paquete recorra 5 m hacia arriba por el plano inclinado. Los coeficientes de fricción estática y cinética entre el paquete y el plano inclinado son iguales a 0.3.

PROBLEMA 13.2

El bloque de 10 lb tiene una rapidez de 4 ft/s cuando se le aplica la fuerza F = (8t^2) lb. Determine la velocidad del bloque cuando t = 2 s. El coeficiente de fricción cinética en la superficie es k = 0.2.

PROBLEMA 13.5

Si los bloques A y B de 10 kg y 6 kg de masa, res- pectivamente, se colocan sobre el plano inclinado y se suel- tan, determine la fuerza desarrollada en el eslabón. Los 13 coeficientes de fricción cinética entre los bloques y el pla- no inclinado son ÂA = 0.1 y ÂB = 0.3. Desprecie la masa del eslabón

PROBLEMA 13.6

El bloque de 10 lb tiene una rapidez de 4 ft/s cuando se le aplica la fuerza F = (8t^2) lb. Determine la velocidad del bloque cuando t = 2 s. El coeficiente de fricción cinética en la superficie es k = 0.2.

PROBLEMA 13.7 

El bloque de 10 1b tiene una rapidez de 4 ft/s cuando se le aplica la fuerza F = (8t^2) lb. Determine la velocidad del bloque cuando se mueve s = 30 ft. El coeficiente de fricción cinética en la superficie es Âs = 0.2.

PROBLEMA 12.10

La aceleración de un paquete que se desliza en el punto A es de 3 m/s^2. Si se supone que el coeficiente de fricción cinética es el mismo para cada sección, determine la aceleración del paquete en el punto B

PROBLEMA 12.11

Los dos bloques que se muestran en la figura se encuentran originalmente en reposo. Si se desprecian las masas de las poleas y el efecto de fricción en éstas y entre el bloque A y la superficie horizontal, determine a) la aceleración de cada bloque, b) la tensión en el cable.

PROBLEMA 12.14

Un tractocamión viaja a 60 mi/h cuando el conductor aplica los frenos. Si se sabe que las fuerzas de frenado del tractor y el remolque son, respectivamente, 3.600 lb y 13 700 lb, determine a) la distancia recorrida por el tractocamión antes de detenerse, b) la componente horizontal de la fuerza en el enganche entre el tractor y el remolque mientras éstos van frenando.

PROBLEMA 12.17

Las cajas A y B están en reposo sobre una banda transportadora que se encuentra inicialmente en reposo. La banda se empieza a mover de manera repentina en la dirección ascendente de manera que ocurre desliza- miento entre la banda y las cajas. Si los coeficientes de fricción cinética entre la banda y las cajas son (k)A ? 0.30 y (k)B = 0.32, determine la aceleración inicial de cada caja.

PROBLEMA 12.22

Para transportar una serie de bultos de tejas A hasta el techo, un contratista utiliza un montacargas motorizado compuesto por una plataforma horizontal BC que se monta sobre los rieles unidos a los lados de una escalera. El montacargas empieza su movimiento desde el reposo, al principio se mueve con una aceleración constante a1 como se muestra en la figura. Después se desacelera a una tasa constante a2 y se detiene en D, cerca de la parte superior de la escalera. Si se sabe que el coeficiente de fricción estática entre el bulto de tejas y la plataforma horizontal es de 0.30, determine la aceleración máxima permisible a1, y la desaceleración máxima permisible a2 si el bulto no debe resbalarse sobre la plataforma.

PROBLEMA 12.37

Durante la práctica de un lanzador de martillo, la cabeza A del martillo de 7.1 kg gira a una velocidad constante v en un círculo horizontal como se muestra en la figura. Si rho 0.93 m y theta 60°, determine a) la tensión en el alambre BC, b) la rapidez de la cabeza del martillo.

PROBLEMA 12.37

Una pelota atada A de 450 g se mueve a lo largo de una trayectoria circular a una rapidez constante de 4 m/s. Determine a) el ángulo theta que forma la cuerda con el poste BC, b) la tensión en la cuerda.

PROBLEMA 12.44

Un niño que tiene una masa de 22 kg se sienta sobre un columpio y un segundo niño lo mantiene en la posición mostrada. Si se desprecia la masa del columpio, determine la tensión en la cuerda AB a) mientras el segundo niño sostiene el columpio con sus brazos extendidos de manera horizontal, b) inmediatamente después de soltar el columpio.