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Dinámica.leyes de newton
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Dinámica.leyes de newton

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  • 1. = → = .
  • 2. ( )( ) ( ) ( ) ( )
  • 3. P m P m.gNOTAS El peso de un cuerpo se dirigirá siempre hacia el centro del planeta (magnitud vectorial, no olvidemos) Este concepto no debe ser confundido en momento alguno con el de masa
  • 4. N P: Peso del cuerpo N: Normal P´, N´: Reacciones PN´ P´ N PTG α PN P . cos α . cos . cos
  • 5. Donde: . FR Fuerza de Rozamiento (Nw) coeficiente de rozamiento N fuerza normal . . . . b) . . cos . . . cos1. ¿Qué es la inercia?2. Indique si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos: a) Si una fuerza actúa sobre un cuerpo, éste debe cambiar su estado de movimiento. b) Si ninguna fuerza actúa sobre un cuerpo, éste debe estar en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme. c) Si una fuerza neta no actúa sobre un cuerpo, su velocidad es constante en módulo, dirección y sentido. d) Si un automóvil se mueve en línea recta por una carretera con una velocidad de 90 Km/h y la fuerza neta que actúa sobre él es nula, se parará inmediatamente.3. Analice la siguiente frase: “ Para que un cuerpo permanezca en movimiento es necesario que actúe sobre él una fuerza; cuando cesa la fuerza, el cuerpo recupera su estado natural: el reposo”4. Comente la frase siguiente, señalando si es falsa o no. EXPLIQUE su respuesta. “Los cuerpos grandes tienen más fuerza que los cuerpos pequeños”5. Comente la siguiente frase, indicando si es correcta o no, y en éste último caso, describiendo el error o errores cometidos:
  • 6. “Los cuerpos que lanzamos hacia arriba se detienen y empiezan a caer hacia abajo cuando se les acaba la fuerza que les hemos dado”.6. Si toda fuerza produce una aceleración, ¿qué fuerza es la que produce la aceleración de un coche que pasa de 50 Km/h a 80 Km/h?7. Se coloca una moneda sobre un papel y se tira bruscamente de él. ¿Qué le sucede a la moneda?8. Un cuerpo cuelga de una cuerda atada al techo de una habitación. ¿Qué fuerzas actúan sobre el mismo? ¿Por qué se mantiene en reposo? Si cortamos la cuerda, ¿qué fuerzas actúan sobre él?9. Un cohete que viaja por el espacio interestelar agotó su combustible hace tiempo y, sin embargo, continúa moviéndose indefinidamente con velocidad constante. ¿Qué explicación da a este hecho?10. ¿Qué cuerpo tiene más fuerza, uno cuya masa es de 5 Kg. y su velocidad de 10 m/s, u otro cuya masa es de 2 Kg. y su velocidad de 30 m/s? EXPLIQUE su respuesta.11. ¿Es correcta la expresión "un cuerpo pesa 5 Kg"? ¿Por qué?12. ¿Varía la masa de un cuerpo si varía la velocidad de dicho cuerpo?13. Un astronauta está en un punto del espacio donde la aceleración de la gravedad es la mitad de la que hay en la superficie de la Tierra. Indique si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos y por qué: a) El peso del astronauta es el mismo que el que tiene en la superficie de la Tierra. b) La masa del astronauta es el doble que en la superficie de la Tierra. c) El peso del astronauta es la mitad de su peso en la superficie de la Tierra.14. Comente las siguientes frases y explique si son verdaderas o falsas: a) Si sobre un coche en movimiento dejan de actuar todas las fuerzas, acabará parándose. b) Imagine que viaja sobre el cajón, sin techo, de un camión que se mueve a velocidad constante. Se puede dar un salto vertical suficientemente alto como para que al caer ya no esté el camión y caiga sobre la carretera. c) Como el camión viaja en línea recta a velocidad constante, la suma de todas las fuerzas que actúan sobre él es nula.15. ¿Puede un cuerpo describir una trayectoria curva sin que actúen fuerzas sobre él? ¿Por qué?16. Si no existiera rozamiento, no podríamos andar ni desplazarnos en bicicleta o en coche. El rozamiento que se produce entre el calzado y el suelo o entre los neumáticos y el pavimento impide que resbalemos. ¿Cuál es la función del dibujo de los neumáticos? ¿Por qué deben estar en buen estado?17. ¿Qué es la fuerza de rozamiento?18. ¿De qué factores depende y de cuáles NO, la fuerza de rozamiento?19. Las fuerzas de rozamiento, ¿son útiles o inútiles? Razónelo.20. Sobre cualquier cuerpo en reposo actúa siempre una fuerza. ¿Por qué, entonces no se mueven?21. Lanzamos con la misma fuerza, sobre una superficie de cristal y sobre una de corcho, dos canicas idénticas. ¿Cuál de ellas llegará más lejos? ¿Por qué?22. ¿De qué depende el cambio de velocidad que una fuerza produce a los cuerpos?23. ¿Qué significa "fuerza y aceleración son directamente proporcionales"?24. ¿Cuál es la unidad de fuerza en el S.I.? Defínala.25. Si un coche viaja a 100 km/h por una carretera recta y horizontal, ya apaga su motor, acabará parándose. En cambio, una nave espacial puede viajar millones de años sin utilizar sus motores y no se detiene. ¿Por qué?26. Enuncie la segunda Ley de Newton, escriba su ecuación e indique sus unidades en el S.I.27. Analice la siguiente frase: “Para lograr un movimiento uniformemente acelerado es necesaria la acción de una fuerza que aumente con el tiempo”28. Razone si son ciertas o falsas las siguientes frases: a) Si mantenemos el acelerador de un coche ligeramente presionado y nos desplazamos por una carretera horizontal, y no hay rozamiento, nos moveríamos cada vez más deprisa. b) Un coche cae por una pendiente en punto muerto. Al final de la cuesta hay una carretera recta y horizontal; si no hubiese rozamientos, se movería eternamente por esa carretera. c) Si la Luna gira alrededor de la Tierra, es porque la suma de las fuerzas que actúan sobre ella no es nula.
  • 7. 29. Enuncie el tercer Principio de la Dinámica. De acuerdo con él, responda a la siguiente cuestión: Al aproximar un pesado imán a un alfiler, éste salta y queda adherido a él. ¿Qué fuerza es mayor, la del imán sobre el alfiler o la del alfiler sobre el imán? Razone su respuesta.30. Explique el siguiente enunciado según la Tercera Ley de Newton: "Un avión a reacción no puede volar por encima de la atmósfera"31. Si las fuerzas actúan por pares iguales y de sentidos contrarios, ¿cómo es posible que un cuerpo pueda ponerse en movimiento?32. ¿Por qué rebota una bola de goma cuando golpea contra el suelo?33. Una persona se encuentra situada sobre la superficie de un lago helado. Suponiendo que el rozamiento con el hielo es nulo, por lo que no puede caminar ni patinar, ¿qué le recomendaría para salir de allí?34. La tercera Ley de la Dinámica produce la siguiente paradoja: Cuando queremos poner en movimiento un balón de fútbol le damos un puntapié. Según la tercera Ley, la fuerza que el pie hace sobre el balón es igual a la fuerza que el balón hace sobre el pie; por lo tanto, la suma de ambas fuerzas es nula. ¿Cómo explicar entonces que el balón se ponga en movimiento?PROBLEMAS35. Señale las fuerzas que actúan sobre un libro de 3 Kg que está encima de una mesa.36. a) Señale las fuerzas que actúan sobre un jamón de 8 Kg que se encuentra colgado de una cuerda de 01 kg sujeta al techo. b) Señale las fuerzas que actúan sobre la cuerda. c) Señale las fuerzas que actúan sobre el techo.37. Dibuje las fuerzas que actúan sobre un hombre de 70 Kg que está tirando de una cuerda atada a una pared. Dibuje también las fuerzas que actúan sobre la cuerda.38. Identifique tres interacciones en las que participe la mujer y otras tres en las que participe la caja del sistema representado en la figura. En cada una de las situaciones, dibuje las dos fuerzas que existen en cada interacción, indicando claramente el punto de aplicación, dirección y sentido de cada una.39. Un atleta de 60 kg que ha efectuado un salto de altura cae una vez que ha sobrepasado el listón. a) Identifique la o las fuerzas que actúan sobre el atleta mientras va cayendo ¿Qué tipo de movimiento lleva? b) El atleta cae sobre una colchoneta a la que llega con una velocidad de 4 m/s. Desde que contacta con al colchoneta hasta que se para transcurren 0’2 s. Identifique las fuerzas que actúan sobre el atleta durante ese tiempo.40. Calcule la fuerza que se ha de aplicar a un cuerpo de 20 Kg de masa para comunicarle una aceleración de 3 m/s2 Sol: 60 N41. ¿Qué aceleración produce una fuerza de 150 N sobre un cuerpo que tiene una masa de 75 Kg? Sol: 2 m/s242. Sobre un cuerpo de 30 Kg se aplica una fuerza que le produce una aceleración de 02 m/s2 ¿Cuál es la intensidad de la fuerza? Sol: 6 N
  • 8. 43. Para poner una masa m con una determinada aceleración a, es preciso imprimir una fuerza F. ¿Qué fuerza habría que aplicar si la masa es de 2m y se desea que la aceleración sea el doble de la anterior? Sol: 4 veces F44. ¿Qué fuerza es necesario aplicar a un cuerpo de 20 kg de masa para que adquiera una aceleración de 2 m/s2? Sol: F = 40 N45. Se aplica una fuerza de 20 N a un cuerpo y éste acelera a 5 m/s2. Calcule la masa del cuerpo. Sol: 4 Kg46. Una fuerza que actúa sobre un cuerpo de 2 kg de masa le produce una aceleración de 3 m/s2. Si esta misma fuerza actúa sobre un cuerpo de 4 kg de masa, ¿qué aceleración le imprimirá? Sol: a = 1’5 m/s247. Un automóvil de 800 Kg acelera y varía su velocidad desde 10 m/s hasta 25 m/s en 5 s. ¿Cuál ha sido la intensidad de la fuerza de impulsión del motor? Sol: 2400N48. ¿Qué fuerza debe realizar un minero que detiene una vagoneta con 2500 Kg de carbón en 3 s cuando ésta rodaba a una velocidad de 03 m/s? Sol: -250 N49. Un móvil tiene una velocidad de 20 m/s, cuando se le aplica una fuerza de 100 N durante 2 s y, como consecuencia, alcanza una velocidad de 30 m/s. ¿Cuál es la masa de ese móvil? Sol: 20 Kg50. Un automóvil de 900 Kg de masa tiene un motor que produce una fuerza de 2000 N. ¿Qué velocidad puede conseguir al cabo de 10 s de haber arrancado? Sol: 222 m/s51. Un automóvil lleva una velocidad de 36 km/h. Si su masa es de 1500 kg, ¿qué fuerza tienen que ejercer los frenos para que se detenga a los 100 m? Sol: F = -750 N52. Un avión de 200 t de masa se dispone a despegar. Para ello utiliza toda la fuerza de sus motores, que es de 600000, y consigue despegar después de una carrera que dura 20 s. ¿Con qué velocidad levanta el vuelo el avión? Sol: 60 m/s53. Una persona marcha en una moto a 50 Km/h; al acercarse a un semáforo, frena uniformemente y se para en 4 s. ¿Qué aceleración producen los frenos? ¿Cuál ha sido la fuerza de frenado? Dato: m = 170 Kg Sol: a = -347 m/s2; F = -59027 N54. ¿Cuál es la masa de un objeto que va a 50 Km/h y se le aplica una fuerza de 500 N en la dirección y sentido del movimiento de tal manera que en 10 segundos aumenta su velocidad a 60 Km/h? Sol: 1794’25 Kg55. ¿Qué fuerza debe hacer el viento sobre las velas de un barco de 4000 Kg para que en 10 segundos alcance una velocidad de 72 Km/h partiendo del reposo? Sol: 8000 N56. Una determinada fuerza que actúa sobre un cuerpo de 2 Kg de masa le produce una aceleración de 3 m/s2. Si esta misma fuerza actúa sobre un cuerpo de 4 Kg de masa, ¿qué aceleración le produce? Sol: 15 m/s257. Un coche de 1500 Kg se desplaza impulsado por la fuerza de su motor, que es de 3000 N, por una carretera recta y sin desnivel. a) ¿Qué velocidad tendrá al cabo de 10 s si partió del reposo? b) ¿Qué espacio habrá recorrido? Sol: a) 20 m/s; b) 100 m58. Sabiendo que la aceleración de la gravedad en la Luna es 1/ 6 de la terrestre, averigüe su peso en la Luna.59. La fuerza de rozamiento de un bloque de cierto material que se desliza sobre una superficie es de 15 N, si el coeficiente de rozamiento entre el bloque y la superficie es 0’1, calcule la masa de dicho bloque. Sol: m = 15 kg60. Calcule la fuerza de rozamiento de un bloque de 100 N de peso que se desliza sobre una superficie, si el coeficiente de rozamiento es = 02 Sol: 20 N
  • 9. 61. Calcule la fuerza horizontal que debe aplicarse a un cuerpo de 25 Kg de masa para desplazarlo con velocidad uniforme sobre una superficie horizontal, si el coeficiente de rozamiento es = 01 Sol: 24’5 N62. Sobre un cuerpo de 4 Kg de masa que se mueve con velocidad constante en un plano horizontal se aplica una fuerza de 40 N. Calcular la aceleración que adquiere si el coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y la superficie es = 01 Sol: 9’02 m/s263. Se aplica una fuerza de 30 N a un cuerpo de 5 Kg de masa que se desplaza por una superficie horizontal. Calcule qué aceleración adquiere si el coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y la superficie es = 02 Sol: 4’04 m/s264. Un cuerpo está sobre una superficie horizontal. Se sabe que la fuerza de rozamiento entre la superficie y el cuerpo, cuando éste se mueve, es de 20 N. ¿Hacia dónde se moverá cuando lo empujemos con una fuerza de 10 N paralela a la mesa?65. Una chica de 50 Kg de masa patina sobre una pista de hielo con su pareja, que es un chico de 70 Kg de masa. En determinado momento se separan, empujándose con una fuerza de 140 N. ¿Qué aceleración actuará sobre cada uno? Sol: a = 2’8 m/s2; a = 2 m/s2

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