Física 1P May25 TB1 – 4 Cinemática

Las cajas de la figura (m1 = 2 kg y m2 = 3 kg) están vinculadas por una cuerda ideal que pasa por una polea fija, también ideal. La caja 1 es arrastrada por medio de una fuerza F que forma un ángulo β = 37° con la horizontal, y cuya intensidad vale 100 N. Se desprecian todos los rozamientos.

 

 

a.     Confecciones los diagramas de cuerpo libre correspondientes, y explicite claramente los pares de interacción de las fuerzas que actúan sobre la caja 2.

 

DCL

 

 

P2 = peso del cuerpo 2

Par de interacción en el centro de la Tierra

 

N2 = reacción del plano

Par de interacción en el plano

 

T = tensión

Par de interacción en la cuerda

 

 

b.     ¿Cuál es la intensidad de la fuerza que la pared realiza sobre la caja 1?

 

Según y: N1 - Fx = 0

 

Donde

Fy = componente y de la fuerza F = F cos 37°

F = fuerza = 100 N

N1 = reacción de la pared

 

Reemplazando y despejando N1

N1 = F cos 37° = 100 N cos 37° = 80 N

 

 

c.      Halle la aceleración del sistema. 

 

Según x

Cuerpo 1: Fx – T – P1 = m1 a

Cuerpo 2: T = m2 a

 

Donde

Fx = componente x de la fuerza F = F sen 37°

T = tensión

P1 = peso del cuerpo 1 = m1 g

m1 = masa del cuerpo 1 = 2 kg

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

a = aceleración de sistema

m2 = masa del cuerpo 2 = 3 kg

 

Sumando ambas ecuaciones

Fx – P1 = (m1 + m2) a

 

Reemplazando y despejando a

a = (F sen 37 ° - m1 g) / (m1 + m2) =

a = (100 N sen 37° - 2 kg 10 m/s² ) / (2 kg + 3 kg) = 8 m/s²