Yaser
Paso a paso, por favor. Gracias.
Vamos con un desarrollo por pasos (consideramos: g = 10 m/s²).
1°)
Para el bloque de la izquierda, establece un sistema de referencia con eje OY vertical con sentido positivo hacia abajo, y a continuación observa que sobre este bloque están aplicadas dos fuerzas verticales, de las que indicamos sus módulos y sentidos:
- Peso: P₁ = M₁*g = 4*10 = 40 N, hacia abajo,
- Tensión de la cuerda superior: Ts, hacia arriba,
ahora aplicas Segunda Ley de Newton, y queda la ecuación:
P₁ - Ts = M₁*a,
aquí reemplazas el valor del módulo del peso de este bloque en el primer término, reemplazas el valor de la masa de este bloque en el segundo miembro, y queda:
40 - Ts = 4*a,
y a continuación despejas:
Ts = 40 - 4*a (1).
2°)
Para el bloque inferior de la derecha, establece un sistema de referencia con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba, y a continuación observa que sobre este bloque están aplicadas dos fuerzas verticales, de las que indicamos sus módulos y sentidos:
- Peso: P₂ = M₂*g = 1*10 = 10 N, hacia abajo,
- Tensión de la cuerda inferior: Tᵢ, hacia arriba,
ahora aplicas Segunda Ley de Newton, y queda la ecuación:
Tᵢ - P₂ = M₂*a,
aquí reemplazas el valor del módulo del peso de este bloque en el segundo término, y el valor de su masa segundo miembro, y queda:
Tᵢ - 10 = 1*a,
y a continuación despejas:
Tᵢ = 10 + a (2).
3°)
Para el bloque superior de la derecha, establece un sistema de referencia con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba, y a continuación observa que sobre este bloque están aplicadas tres fuerzas verticales, de las que indicamos sus módulos y sentidos:
- Peso: P₃ = M₃*g = 3*10 = 30 N, hacia abajo,
- Tensión de la cuerda superior: Ts, hacia arriba,
- Tensión de la cuerda inferior: Tᵢ, hacia arriba,
ahora aplicas Segunda Ley de Newton, y queda la ecuación:
Ts - Tᵢ - P₃ = M₃*a,
aquí reemplazas el valor del módulo del peso de este bloque en el tercer término, y el valor de su masa segundo miembro, y queda:
Ts - Tᵢ - 30 = 3*a (3).
4°)
Sustituyes las expresiones señaladas (1) (2) en el primer miembro en la ecuación señalada (3), y queda:
40 - 4*a - (10 + a) - 30 = 3*a,
ahora distribuyes el signo en el tercer término, y queda:
40 - 4*a - 10 - a - 30 = 3*a,
a continuación reduces términos semejantes en el primer miembro (observa que al resolver con los términos numéricos obtienes cero), y queda:
-5*a = 3*a,
ahora restas 3*a en ambos miembros, y queda:
-8*a = 0,
y de aquí despejas:
a = 0,
que es el valor del módulo de las aceleraciones de los bloques y, como es igual a cero, entonces tienes que la aceleración de los mismos es nula y, por lo tanto, que los bloques permanecen en reposo, o se desplazan con velocidad constante,
a continuación reemplazas este último valor remarcado en las ecuaciones señaladas (1) (2), las resuelves, y queda:
Ts = 40 - 4*0 = 40 - 0 = 40 N (4a),
Tᵢ = 10 + 0 = 10 N (4b),
aqui planteas la razón del módulo de la tensión de la cuerda superior entre el módulo de la tensión de la cuerda inferior, reemplazas los valores señalados (4a) (4b), resuelves, y queda:
Ts/Tᵢ = 40/10 = 4.
Espero haberte ayudado.