Problemas de aplicación de la Segunda Ley de Isaac Newton: el Principio Fundamental de la Dinámica

1. UNIDAD EDUCATIVA
«NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO»
ASIGNATURA: Física
CURSO: Primer Año de Bachillerato General Unificado
TEMA: Segunda Ley de Newton

2. TAREA
DESARROLLA LOS SIGUIENTES PROBLEMAS SOBRE EL PRINCIPIO DE FUERZA
PROPUESTO POR NEWTON. UTILIZA LAS FÓRMULAS ADECUADA
1. Un cuerpo posee una fuerza de 40 N, y una masa de 4 000 g.
Determine su aceleración.
2. Una fuerza le proporciona a la masa de 2,5 Kg. una aceleración
de 1,2 m/s2. Calcular la magnitud de dicha fuerza en Newtons.
3. 20 N de fuerza hay que aplicarle a cierta masa para que posea
una aceleración de 2 m/s2, ¿cuál es la magnitud de la masa?
4. Si 20 kg de cierta sustancia acelera a 4 m/s2. ¿Qué fuerza se le
aplicó?
5. Calcular la fuerza que un elemento de 15,2 kg de masa, que
acelera a razón de 3 m/s2.

3. 6. Determinar la masa de una esfera metálica que por acción de una
fuerza de 79 N durante 0,3 s, le provoca una velocidad de 2 m/s.
7. Una balón de fútbol de 850 g de masa adquiere una velocidad de 40
m/s mediante un puntapié de 0,2 s de duración, ¿qué fuerza recibió
la pelota?
8. Un jugador de bolos lanza una bola con una fuerza de 15 N. Si la
aceleración que alcanza la bola es de 2,2 m/s2, ¿cuál es la masa de la
bola?
9. A un automóvil de 1 200 kg de masa que va a una velocidad de 430
km/h se le aplican los frenos y se detiene por completo en 4,16 s.
Determinar la desaceleración, la fuerza que han hecho los frenos y la
distancia recorrida hasta detenerse completamente.
10. Un avión de pasajeros de dos motores y 20 000 kg de masa, recibe un
empuje de 15 000 N de cada motor para despegar. ¿Cuál es su
aceleración?

4. 11. Una bala de cañón de 250 g sale con una velocidad de 500 m/s. Si el
largo del tubo del cañón es de 1 m, encontrar la aceleración que
recibió la bala, la fuerza que le aplicó y el tiempo que tardó en salir.
12. A cierto elemento que contiene 200 kg de masa se le aplica una
fuerza de 20 N. Si el cuerpo estaba en reposo, ¿cuál será su velocidad
final al cabo de 6 segundos? ¿Qué distancia recorrerá?
13. Un ascensor tiene 400 Kg de masa. ¿Qué fuerza debe ejercer el cable
hacia arriba para que suba con una aceleración de 5 m/s2?
14. Un objeto, cuya masa es de 500 kg, es impulsado por una fuerza
externa, alcanzando una velocidad final de 60 m/s en un tiempo de
30 segundos. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza aplicada? ¿Qué
distancia recorrió?
15. Dos minutos y medio tarda un cuerpo en adquirir una velocidad de
40 m/s, partiendo el reposo. Si se conoce que se le aplicó una fuerza
de 40 N, determinar: la masa del cuerpo y la distancia que recorrió
en ese tiempo.

5. 16. A un cuerpo de 8 kg de masa que se mueve a una velocidad de 10
m/s se le aplica una fuerza de 20 N. Calcular la velocidad final que
tendrá al cabo de 8 segundos y el espacio que ha recorrido en ese
tiempo.
17. Cierta fuerza se le aplica a un vehículo, cuya masa es de 2 500 kg.
Si tarda 5 segundos en adquirir 18 km/h. Determina la magnitud
de la fuerza aplicada y la distancia que recorrió en los cinco
segundos.
18. Una persona empuja una máquina de 50 kg de masa, aplicándole
una fuerza de 40 N. ¿Qué distancia se desplazó al cabo de 10
segundos? ¿Cuál fue la velocidad final después de ese tiempo?
19. Calcula el peso sobre la Tierra de un cuerpo, cuya masa es 2 500 g.
20. Calcula el peso sobre la luna del mismo cuerpo del problema
anterior (ten en cuenta que la luna tiene una gravedad de 1,62
m/s2)

6. RESPUESTAS:
1. a = 10 m/s2
2. F = 3 N
3. m = 10 kg
4. F = 80 N
5. F = 45,6 N
6. m = 11,84 kg
7. F = 170 N
8. m = 6,82 kg
9. a = 28,71 m/s2
F = 34 452 N
d = 248,44 m
10. a = 1,5 m/s2
11. a = 125 000 m/s2
F = 31 250 N
t = 0,004 s
12. vf = 0,6 m/s
d = 1,8 m
13. F = 2 000 N
14. F = 1 000 N
d = 900 m
15. a = 0,27 m/s2
m = 148,15 kg
d = 3 000 m
16. vf = 30 m/s
d = 160 m
17. F = 2 500 N
d = 12,5 m
18. vf = 8 m/s
d = 40 m
19. F = 24,5 N
20. F = 4,05 N