Problemas resueltos de sólido rígido (III)

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Una esfera maciza de radio R = 20 cm y masa M = 3 kg está en reposo sobre un plano inclinado de ángulo q = 30º, sostenida por una cuerda horizontal tal como muestra la figura. Calcular:

  1. La tensión de la cuerda.
  2. La fuerza normal del plano sobre el cuerpo.

La fuerza de rozamiento que actúa sobre la esfera

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solido_31.gif (2111 bytes) Dos cilindros macizos y homogéneos de pesos 6 y 10 kg respectivamente, se apoyan sin rozamiento sobre los planos inclinados de la figura.

Calcular el ángulo f que forma con la horizontal la recta OO' que une los centros de los dos cilindros en la posición de equilibrio, y la reacción de los planos inclinados

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solido_06.gif (1646 bytes) Calcular el peso mínimo P que se debe colocar en el extremo de la mesa de la figura para que vuelque. La masa del tablero es de 50 kg y de cada pata de 5 kg. Las dimensiones quedan expresadas en la figura. El centro de gravedad del tablero está en el centro del tablero.

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solido_02.gif (2144 bytes) Un brazo de grúa de 1200 N de peso se sostiene por el cable AB de la figura. Este brazo está sujeto al suelo mediante la articulación C, y en la parte superior se cuelga un cuerpo de 2000 N de peso. Encontrar la tensión del cable y las componentes de reacción en la articulación

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solido_17.gif (2651 bytes) Un hombre de 70 kg sube por una escalera de 2 m de longitud y 10 kg de peso apoyada tal como se indica en la figura. El coeficiente de rozamiento entre el extremo inferior de la escalera y el suelo es 0.4. Calcular:
  • Hallar las reacciones en los apoyos, cuando el hombre ha ascendido 0.5 m a lo largo de la escalera
  • La máxima altura a la que puede subir el hombre por la escalera antes de que esta comience a deslizar.

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solido_18.gif (2066 bytes) Una escalera de 3 m de laongitud y 10 kg de peso está apoyada en una pared lisa AB y en un suelo horizontal AC rugoso (coeficiente estático de rozamiento 0.2)
  • Calcular la reacción de la pared y del suelo cuando un hombre de 70 kg ha subido 50 cm a lo largo de la escalera
  • ¿Cuánto podrá subir como máximo por la escalera?

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solido_19.gif (1782 bytes) Una barra de 5 m de longitud y 20 kg de peso descansa apoyada sobre un cilindro de 30 kg de peso y 0.5 m de radio. La esfera está sujeta a su vez, por una cuerda de 1.3 m de longitud. Suponiendo que no hay rozamiento entre la barra y el cilindro, y que el coeficiente estático de rozamiento entre el extremo derecho de la barra y el plano horizontal es 0.3.

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solido_23.gif (2059 bytes) Una barra OA de 30 kg de peso y 2 m de longitud, articulada en O, se apoya sobre una caja rectangular de 10 kg de peso y de dimensiones 0.75 y 0.5 m. La caja puede deslizar sobre el plano horizontal. Sabiendo que el ángulo entre la barra y el plano horizontal es de 30º. Calcular:
  • La fuerza sobre la articulación O.
  • La fuerza que ejerce el plano horizontal sobre la caja y su punto de aplicación.
  • ¿Deslizará o no la caja?. Razona la respuesta.

Dato: el coeficiente estático de rozamiento entre la caja y el plano horizontal vale 0.7.

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Una escalera de mano se arma como se muestra en la figura, un pintor de 70 kg, de masa está parado a 3 m de la base. Suponiendo que el piso no tiene fricción, determine :

  • La tensión de la cuerda que conecta las mitades de la escalera

  • Las reacciones en los apoyos A y B.

  • Las componentes de la fuerza de reacción en la unión C que el lado izquierdo de la escalera ejerce sobre el lado derecho

Datos, el tramo AC de la escalera pesa 2.5 kg y el tramo BC 2 Kg.

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solido_25.gif (3791 bytes) Un disco de 0.7 m y 100 kg de peso está apoyado en las barras AE (4m de longitud y 30 kg de peso y BD (3m de longitud y 20 kg de peso). Ambas barras están articuladas en C, y apoyados sus extremos A y B sobre un suelo horizontal liso. Para mantener el equilibrio, ambas barras se unen mediante una cuerda horizontal a 0.5 m del suelo. Calcular:
  • Las reacciones en los dos puntos de apoyo del disco la tensión de la cuerda
  • Las reacciones en los apoyos A y B
  • La fuerza que una barra ejerce sobre la otra a través de la articulación C.

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solido_28.gif (3853 bytes) Una barra AB de 2 m de longitud y 20 kg de peso, está sujeta al techo de una habitación mediante una articulación A. El extremo inferior de la barra, B, se apoya sobre otra barra inclinada CD, de 5 m de longitud y 45 kg de peso, apoyada en una pared inclinada 60º rugosa (con rozamiento), y una superficie horizontal lisa (sin rozamiento). Determinar:
  • La(s) fuerza(s) que ejerce la articulación
  • Las reacciones en la pared inclinada y en la superficie horizontal
  • La fuerza de rozamiento.
  • ¿Se mantendrá la barra inclinada en equilibrio en la actual disposición?

Dato: coeficiente de rozamiento estático 1.1