Capítulo 14: Cinética de una partícula: trabajo y energía

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.106 DINÁMICA HIBBELER 14.106 El parachoques de doble resorte se utiliza para detener el lingote de acero de 1500 lb en el tren de laminar. Determine el desplazamiento máximo de la placa A si el lingote choca con la placa a 8 pies/s.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.105 DINÁMICA HIBBELER 14.105 Un satélite de 60 kg vuela libremente a lo largo de una órbita elíptica de modo que en A, donde vA = 20 Mm, su rapidez es vA = 40 Mm/h. ¿Cuál es la velocidad del satélite cuando llega…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.104 DINÁMICA HIBBELER 14.104 Si la masa de la tierra es Me, demuestre que la energía potencial gravitacional de un cuerpo de masa m situada a una distancia r del centro de la Tierra es Vg = -GMem/r. Recuerde que la fuerza gravitacional…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.103 DINÁMICA HIBBELER 14.103 A la bola de masa m se le imprime una rapidez de VA = √5gR en la posición A. Cuando llega a B, la cuerda golpea la clavija P, tras de lo cual la bola describe una trayectoria circular…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.102 DINÁMICA HIBBELER 14.102 A la bola de masa m se le imprime una rapidez de VA = √3GR en la posición A. Cuando llega a B, la cuerda golpea la clavija P, tras de lo cual la bola describe una trayectoria circular…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.101 DINÁMICA HIBBELER 14.101 Un tubo con perfil de un cuarto de círculo AB de radio medio r contiene una cadena lisa cuya masa por unidad de longitud es m0. Si la cadena se suelta del punto de reposo desde la posición mostrada,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.100 DINÁMICA HIBBELER 14.100 El collarín de 2 kg se suelta desde el punto de reposo en A y se desliza a lo largo de la guía vertical lisa. Determine su rapidez cuando llega a la posición B. Además, determine la fuerza normal…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.99 DINÁMICA HIBBELER 14.99 El collarín liso de 20 lb está sujeto al resorte cuya longitud sin alargar es de 4 pies. Si se suelta desde el punto de reposo en la posición A, determine la rapidez con que llega al punto B.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.98 DINÁMICA HIBBELER 14.98 El bloque A de 10 kg se suelta del punto de reposo y se desliza hacia abajo del plano liso. Determine la compresión x del resorte cuando el bloque se detiene momentáneamente. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.97 DINÁMICA HIBBELER 14.97 Un hombre de 75 kg realiza un salto elástico desde A con una rapidez inicial de caída de 1.5 m/s. Determine la longitud no alargada de la banda elástica a la cual está sujeto para que se detenga momentáneamente…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.96 DINÁMICA HIBBELER 14.96 El esquiador de 65 kg inicia su salto desde el punto de reposo en A. Determine su rapidez en B y la distancia s donde aterriza en C. Ignore la fricción. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.95 DINÁMICA HIBBELER 14.95 El ciclista intenta completar el rizo elipsoidal sin que se caiga del rizo. Determine la rapidez que debe mantener en A justo antes de entrar al rizo para completar la maniobra. La bicicleta y el ciclista tienen una masa…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.94 DINÁMICA HIBBELER 14.94 Una paila de masa insignificante está sujeta a dos resortes idénticos de rigidez k = 250 N/m. Si se deja caer una caja de 10 kg desde una altura de 0.5 m por encima de la paila, determine el desplazamiento…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.93 DINÁMICA HIBBELER 14.93 Cuando el cilindro de 50 kg se suelta del punto de reposo, el resorte se sujeta a una tensión de 60 N. Determine la rapidez del cilindro después de que ha caído 200 mm. ¿Qué tan lejos ha caído…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.92 DINÁMICA HIBBELER 14.92 El carro de la montaña rusa que tiene una masa m arranca del punto de reposo en el punto A. Si la vía tiene que diseñarse de modo que el carro no pierda el contacto con ella en B,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.91 DINÁMICA HIBBELER 14.91 El dispositivo de resorte dispara la bola de 0.5 lb. Determine la rigidez mínima k requerida para dispararla a una distancia máxima s = 30 pulg hacia arriba del plano después de que el resorte se comprime 3 pulg…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.90 DINÁMICA HIBBELER 14.90 El dispositivo de resorte dispara la bola de 0.5 lb. La rigidez del dispositivo es de k = 10 lb/pulg, y las cuatro cuerdas C y la placa P lo mantienen comprimido 2 pulg, cuando no hay carga sobre…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.89 DINÁMICA HIBBELER 14.89 La masa del carro de la montaña rusa incluido su pasajero es m. Determine la velocidad mínima que debe tener cuando entra en el rizo por A de modo que pueda completarlo y no pierda el contacto con la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.88 DINÁMICA HIBBELER 14.88 La masa del carro de la montaña rusa incluido su pasajero es de 800 kg. Si arranca del reposo en la cima de la cuesta A, determine la altura mínima h de la cuesta de modo que el carro…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.87 DINÁMICA HIBBELER 14.87 La masa del carro de la montaña rusa incluido su pasajero es de 800 kg y comienza a moverse desde la cima de la cuesta A con una rapidez vA = 3 m/s. Determine la altura mínima h de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.86 DINÁMICA HIBBELER 14.86 Tarzán tiene una masa de 100 kg y se lanza desde el punto de reposo del risco sujeto firmemente de una enredadera, la cual mide 10 m desde la rama de soporte A hasta su centro de masa. Determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.85 DINÁMICA HIBBELER 14.85 El cilindro tiene una masa de 20 kg y se suelta del reposo cuando h = 0. Determine su rapidez cuando h = 3 m. Cada uno de los resortes tiene una longitud no alargada de 2 m. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.84 DINÁMICA HIBBELER 14.84 El collarín de 5 kg se desliza a lo largo de la barra lisa. Si el collarín se suelta desde el punto de reposo en A, determine su rapidez cuando pasa por el punto B. El resorte tiene una…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.83 DINÁMICA HIBBELER 14.83 La guía vertical es lisa y el collarín de 5 kg se suelta del reposo en A. Determine la rapidez del collarín cuando está en la posición C. La longitud no alargada del resorte es de 300 mm. Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.82 DINÁMICA HIBBELER 14.82 El resorte no está alargado cuando s = 1 m y el bloque de 15 kg se suelta del reposo en esta posición. Determine la rapidez del bloque cuando s = 3 m. El resorte permanece horizontal durante el…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.81 DINÁMICA HIBBELER 14.81 El bloque A de 30 lb se coloca sobre los dos resortes, uno dentro del otro, B y C y luego presionado hacia abajo hasta la posición mostrada. Si luego se le suelta, determine la altura máxima h a…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.80 DINÁMICA HIBBELER 14.80 El bloque A pesa 2 lb y se desliza en la ranura horizontal lisa. Cuando s = 0 al bloque se le imprime una velocidad inicial de 60 pies/s hacia la derecha. Determine el desplazamiento horizontal máximo s del…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.79 DINÁMICA HIBBELER 14.79 El bloque A pesa 1.5 lb y se desliza en la ranura horizontal lisa. Si se lleva el bloque a s = 1.5 pies y se suelta del reposo, determine su rapidez en el instante s = 0. La…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.78 DINÁMICA HIBBELER 14.78 Cada una de las dos bandas elásticas de la resortera tiene una longitud no alargada de 200 mm. Si se jalan hacia atrás hasta la posición mostrada y se sueltan desde el punto de reposo, determine la altura máxima…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.77 DINÁMICA HIBBELER 14.77 Cada una de las dos bandas elásticas de la resortera tiene una longitud no alargada de 200 mm. Si se jalan hacia atrás hasta la posición mostrada y se sueltan del punto de reposo, determine la rapidez de la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.76 DINÁMICA HIBBELER 14.76 Resuelva el problema 14-22 con la ecuación de la conservación de la energía. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO ESTÁTICA HIBBELER 12 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas u otra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.75 DINÁMICA HIBBELER 14.75 Resuelva el problema 14-18 con la ecuación de la conservación de la energía. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO ESTÁTICA HIBBELER 12 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas u otra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.74 DINÁMICA HIBBELER 14.74 Resuelva el problema 14-8 con la ecuación de la conservación de la energía. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO ESTÁTICA HIBBELER 12 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas u otra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.73 DINÁMICA HIBBELER 14.73 Resuelva el problema 14-7 con la ecuación de la conservación de la energía. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO ESTÁTICA HIBBELER 12 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas u otra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.72 DINÁMICA HIBBELER 14.72 Resuelva el problema 14-12 con la ecuación de la conservación de la energía. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO ESTÁTICA HIBBELER 12 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas u otra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.71 DINÁMICA HIBBELER 14.71 Resuelva el problema 14-70 si el coeficiente de fricción cinética entre el plano y el embalaje es µk = 0.3. Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL SOLUCIONARIO DEL LIBRO ESTÁTICA HIBBELER 12 EDICIÓN ¿Te sirvió…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.70 DINÁMICA HIBBELER 14.70 Al embalaje de 50 kg lo jala hacia arriba en el plano inclinado de 30° el sistema de polea y motor M. Si el embalaje comienza a moverse desde el punto de reposo y, mediante una aceleración constante, alcanza…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.69 DINÁMICA HIBBELER 14.69 Con los datos de la curva de potencia biomecánica que se ilustra, determine la rapidez máxima alcanzada por el ciclista y su bicicleta, los cuales tienen una masa total de 92 kg, a medida que el ciclista asciende la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.68 DINÁMICA HIBBELER 14.68 El bloque de 50 lb descansa sobre una superficie áspera cuyo coeficiente de fricción cinética es µk = 0.2. Una fuerza F = (40 + s2) lb, donde s está en pies, actúa en el bloque en la dirección…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.67 DINÁMICA HIBBELER 14.67 La masa del embalaje es de 150 kg y descansa sobre una superficie cuyos coeficientes de fricción estática y cinética son µs = 0.3 y µk = 0.2, respectivamente. Si el motor M suministra una fuerza al cable de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.66 DINÁMICA HIBBELER 14.66 Se lanza verticalmente desde el punto de reposo un cohete de 8 Mg de masa total. Si los motores generan un empuje constante T = 300 kN, determine la potencia de salida de los motores en función del tiempo.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.65 DINÁMICA HIBBELER 14.65 El elevador de 500 kg comienza a subir desde el punto de reposo y viaja hacia arriba con una aceleración constante ac = 2 m/s2. Determine la potencia de salida del motor M cuando t = 3 s. Ignore…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.64 DINÁMICA HIBBELER 14.64 Desde el silo en A se descarga arena a la transportadora y se transporta a la plataforma de almacenamiento a razón de 360 000 lb/h. Un motor eléctrico conectado a la transportadora mantiene la rapidez de la banda en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.63 DINÁMICA HIBBELER 14.63 Si el turborreactor del dragster genera un empuje constante de T = 20 kN, determine la potencia generada por el turborreactor en función del tiempo. Ignore la resistencia al avance y al rodamiento y la pérdida de combustible. La…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.62 DINÁMICA HIBBELER 14.62 Un motor levanta un embalaje de 60 kg a una velocidad constante hasta una altura h = 5 m en 2 s. Si la potencia indicada del motor es de 3.2 kW, determine la eficiencia del motor. Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.61 DINÁMICA HIBBELER 14.61 El motor M levanta el embalaje de 50 lb. Si el embalaje comienza a moverse desde el punto de reposo y con una aceleración constante alcanza una rapidez de 12 pies/s después de alzarse s = 10 pies, determine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.60 DINÁMICA HIBBELER 14.60 A la vagoneta de mina de 1.2 Mg la jala un malacate M montado en ella. Si el malacate genera una potencia de salida constante de 30 kW y la vagoneta comienza a moverse desde el punto de reposo,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.59 DINÁMICA HIBBELER 14.59 A la vagoneta de mina de 1.2 Mg la jala un malacate M montado en ella. Si el malacate genera una potencia de salida constante de 30 kW, determine la rapidez de la vagoneta en el instante en que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.58 DINÁMICA HIBBELER 14.58 A la vagoneta de mina de 1.2 Mg la jala un malacate M montado en ella. Si el malacate ejerce una fuerza de F = (150t3/2) N en el cable donde t está en segundos, determine la potencia de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS INGENIERÍA MECÁNICA – DINÁMICA HIBBELER 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 14.57 DINÁMICA HIBBELER 14.57 Si el motor de un automóvil de 1.5 Mg genera una potencia constante de 15 kW, determine la rapidez del automóvil después de haber recorrido una distancia de 200 m en una carretera plana a partir del punto de…