Problemas Sección 7.1 Segunda ley de Newton 7.1 . Una masa de 4 kg está bajo la acción de una fuerza resultante de (a) 4 N, (b) 8 N y (c) 12 N. ¿Cuáles son las aceleraciones resultantes? Resp. (a) 1 m /s 2, (b) 2 m /s2, (c) 3 m /s2 7.2. Una fuerza constante de 20 N actúa sobre una masa de (a) 2 kg, (b) 4 kg y (c) 6 kg. ¿Cuáles son las ace- leraciones resultantes? 7.3. Una fuerza constante de 60 Ib actúa sobre cada uno de tres objetos, produciendo aceleraciones de 4, 8 y 12 ft/s2. ¿Cuáles son las masas? Resp. 15, 7.5 y 5 slug 7.4. ¿Qué fuerza resultante debe actual- sobre un martillo de 4 kg para impartirle una aceleración de 6 m/s2? 7.5. Se ha calculado que una fuerza resultante de 60 N producirá una aceleración de 10 m/s2 en una carre- ta. ¿Qué fuerza se requiere para producir en ella una aceleración de sólo 2 m /s 2? Resp. 12 N 7.6. Un automóvil de 1000 kg avanza hacia el Norte a 100 km/h y frena hasta detenerse por completo en 50 m. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza requerida? Resp. 7717 N, Sur Sección 7.2 La relación entre peso y masa 7.7. ¿Cuál es el peso de un buzón de correo de 4.8 kg? ¿Cuál es la masa de un depósito de 40 N? Resp. 47.0 N, 4.08 kg 7.8. ¿Cuál es la masa de un niño de 60 Ib? ¿Cuál es el peso de un hombre de 7 slugs? 7.9. Una mujer pesa 800 N en la Tierra. Cuando camina en la Luna, su peso es de sólo 133 N. ¿Cuál es la aceleración debida a la gravedad en la Luna y cuál es la masa de la mujer en ese satélite? ¿Y en la Tierra? Resp. 1.63 m /s2, 81.6 kg en ambos lugares 7.10. ¿Cuál es el peso de un astronauta de 70 kg en la su- perficie de la Tierra? Compare la fuerza resultante necesaria para impartirle una aceleración de 4 m /s2 en la Tierra y la fuerza resultante que se requiere para impartirle la misma aceleración en el espacio, donde la gravedad es insignificante. 7.11 . Calcule la masa y el peso de un cuerpo si una fuerza resultante de 16 N basta para impartirle una acelera- ción de 5 m /s2. Resp. 3.20 kg, 31.4 N 7.12. Encuentre la masa y el peso de un cuerpo, sabiendo que una fuerza resultante de 850 N hace que su rapi- dez se incremente de 6 m/s a 15 m/s en un tiempo de 5 s junto a la superficie de la Tierra. 7.13. Calcule la masa y el peso de un cuerpo, consideran- do que con una fuerza resultante de 400 N provoca una disminución de 4 m/s en su velocidad en 3 s. Resp. 300 kg, 2940 N Sección 7.3 Aplicación de la segunda ley de Newton a problemas de un solo cuerpo 7.14. ¿Qué fuerza horizontal se requiere para jalar un trineo de 6 kg con una aceleración de 4 m/s2 cuando una fuerza de fricción de 20 N se opone al movimiento? 7.15. Un automóvil de 1200 kg tiene una rapidez de 25 m/s. ¿Qué fuerza resultante se requiere para dete- nerlo a 70 m en un terreno nivelado? ¿Cuál debe ser el coeficiente de fricción cinética? Resp. -5357 N, 0.456 7.16. Una masa de 10 kg se eleva por medio de un cable ligero. ¿Cuál es la tensión en el cable cuando la ace- leración es igual a (a) cero, (b) 6 m /s2hacia arriba y (c) 6 m/s2 hacia abajo? 7.17. Una masa de 20 kg cuelga en el extremo de una cuerda. Halle la aceleración de la masa si la tensión en el cable es (a) 196 N, (b) 120 N y (c) 260 N. Resp. 0, -3.8 m/s2, +3.2 m/s2 7.18. Un ascensor de 800 kg se iza verticalmente con una cuerda resistente. Calcule la aceleración del ascen- sor cuando la tensión en la cuerda es de (a) 9000 N, (b) 7840 N y (c) 2000 N. 7.19. Se aplica una fuerza horizontal de 100 N para arras- trar un gabinete de 8 kg sobre un piso nivelado. En- cuentre la aceleración del gabinete si ¡ik = 0.2. Resp. 10.5 m /s2 7.20. En la figura 7.11, una masa desconocida desciende deslizándose por el plano inclinado a 30°. ¿Cuál es la aceleración si no existe fricción alguna? 7.21. Suponga que Ju,( = 0.2 en la figura 7.11. ¿Cuál es la aceleración? ¿Por qué no es necesario conocer la masa del bloque? Resp. 3.20 m /s2, baja por el plano *7.22. Suponga que m = 10 kg y ¡xk = 0.3 en la figura 7.11. ¿Qué fuerza de empuje P dirigida hacia arriba y a lo largo del plano inclinado de la figura 7.11 producirá una aceleración de 4 m/s2 en dirección ascendente por el plano? *7.23. ¿Qué fuerza P hacia abajo por el plano inclinado de la figura 7.11 se requiere para que la aceleración ha- cia abajo por dicho plano sea de 4 m/s2? Suponga que m = 10 kg y ¡xk = 0.3. Resp. 16.5 N Capítulo 7 Resumen y repaso 153