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BOLETIN Nº III – FÍSICA 4º ESO – DINÁMICA (1ª parte) – Curso 2011/12


 Cuestiones Teóricas

1. ¿Qué es Inercia? ¿Por qué a la primera ley de Newton también se le conoce como ley de la inercia?

2. ¿Se aplica la ley de inercia a objetos en movimiento o en reposo?

3. La primera Ley de Newton establece que no se requiere fuerza alguna para mantener un cuerpo en
   movimiento. ¿Por qué, entonces, un ciclista tiene que pedalear permanentemente para continuar avanzando?

4. Si un astronauta lanza una roca en un sitio del cosmos donde no hay influencia de fuerza gravitatoria o de
   roce a) ¿Se detendrá la roca gradualmente , b)¿Se seguirá moviendo con la misma velocidad y la misma
   dirección?

5. Cuando un automóvil es chocado por detrás, se corre el riesgo de que sus pasajeros sufran daños en el
   cuello. ¿De qué forma se aplica la Ley de Newton en este caso?, ¿cuál es el papel de los apoya cabeza y
   cómo puede evitar esos daños?.

6. ¿Por qué se siente una sensación extraña cuando un ascensor que sube, se detiene bruscamente en un piso
   de un edificio?

7. Un cuerpo grande de latas vacías de refrescos es compactado para ser transportado hasta la planta de
   reciclaje. ¿Cambio el volumen total?, ¿La masa?, ¿El peso?, ¿La inercia?

8. Si se duplica la masa que contiene una caja de madera, ¿Se duplica su inercia? ¿Se duplica su peso?

9. ¿Qué pesa más: 1 kg de clavos en la luna o 1 kg de algodón en la tierra?

10. Un auto marcha siguiendo un camino recto y horizontal con rozamiento. Haga un esquema e indique con
    vectores las fuerzas que actúan sobre el vehículo en cada uno de los siguientes casos:
    a) El auto marcha con velocidad constante
    b) El auto está acelerando
    c) El auto está frenando
    d) El auto está detenido.

11. ¿Cómo puedes juzgar si sobre un cuerpo está actuando una fuerza neta diferente de cero?

12. Si un cuerpo se encuentra en reposo, ¿puedes llegar a la conclusión que sobre él no actúa ninguna fuerza?

13. Si un cuerpo se mueve con M.U, ¿puedes concluir que la fuerza que actúa sobre él es constante?

14. Si sobre un cuerpo actúan dos fuerzas, ¿bajo qué condiciones podrá el cuerpo permanecer en reposo? ¿Con
    movimiento uniforme?
                                                                                              Problemas

1. Sobre una barra metálica de 2 metros de longitud se aplican dos fuerzas paralelas en cada uno de los
   extremos de la misma. Si F1 = 45 N y F2 = 15 N, calcula el valor de la resultante y su distancia a la mayor de
   las fuerzas, en los siguientes casos:
        a. Las dos fuerzas tienen el mismo sentido.
        b. Tienen sentidos contrarios.

2. Sobre una mesa sin rozamiento se tira con aceleración constante de un objeto de 80 kg mediante un cable
   que se alarga 0,25 m. Si el bloque estaba en reposo y recorre 5 m en 4 s:
       a. ¿Cuál es la constante recuperadora del cable si suponemos que cumple la Ley de Hooke?
       b. ¿Cuál sería la elongación del cable si colgásemos verticalmente el objeto y lo dejásemos en reposo?

3. De un muelle de longitud (L0) colgamos una masa de 10 hg; medimos de nuevo la longitud del resorte
   resultando ser de 50 cm. Calcula el valor de L0. Dato: Kmuelle = 100 N/m.
4. Calcula gráfica y numéricamente la resultante de las fuerzas en cada uno de los siguientes esquemas:

                                    F2                                                               F1
                              α
                                         α = 20º
        F1 = 20 N                                                       F1 = F2 = 20 N
        F2 = 30 N
        F3 = 35 N
                                                                                              120º



                 F1                  35º

                                                          F2                                         F2

                                    F3                                   F1
                                                    75º        65º

                                            F3
                                                                              F1 = 40 N
                                                                              F2 = 35 N
                                                                 115º
                                                                              F3 = 30 N
                                                                              F4 = 20 N
                                                   F4

5. En un plano horizontal liso sin rozamiento descansa un bloque de 6 kg. Calcula la aceleración del cuerpo
   cuando actúa sobre él una fuerza de 10 N, cuya dirección forma un ángulo con la horizontal de 30º.
   Resuelve el mismo ejercicio pero ahora suponiendo que el µ = 0,4.


6. Calcula la aceleración del bloque en cada uno de los siguientes casos, sabiendo que µ = 0,5 y la masa del
   bloque 800 g.




7. Se lanza un bloque de hielo de 2 kg sobre una superficie helada con una velocidad de 15 m/s y recorre 97,8
   m antes de detenerse.
       a. Cuál es la aceleración del movimiento?.
       b. Calcula el coeficiente de rozamiento entre el hielo.


8. Se aplica una fuerza de 30 N sobre un cuerpo de 3 kg de masa que está inicialmente en reposo en un plano
   horizontal sin rozamiento. Después de recorrer 20 metros el cuerpo entra en un tramo en el que el coeficiente
   de rozamiento es 0,3 y 5 segundos después de entrar en ese tramo, la fuerza inicial de 30 N deja de actuar.
   Calcula:
           a) La aceleración en cada uno de los tramos.
           b) El espacio total recorrido hasta que el cuerpo se para.
           c) La velocidad media de todo el trayecto.


9. Se deja caer un cuerpo de masa 3 kg desde una altura de 250 metros. En el instante en el que la velocidad
   es 35 m/s se encienden unos motores de manera que a partir de ese momento la velocidad de caída es
   constante. Calcula:
          a) la fuerza que producen los motores.
          b) el tiempo total de caída
10. Un ascensor de 300 kg tiene una fricción de 1.000 N. Calcula la tensión del cable en los siguientes casos:
       a. El ascensor sube con velocidad constante de 5 m/s.
       b. Baja con el doble de velocidad.
                                                            2
       c. El ascensor acelera hacia arriba a razón de 2 m/s .
       d. Acelera hacia abajo con la misma aceleración.

11. Si una persona de 65 Kg se pesara en una báscula de baño colocada en el interior de un ascensor,
    determina que marcaría la báscula en los siguientes casos:
        a. El ascensor sube con velocidad constante.
                                                         2
        b. El ascensor baja frenando a razón de 10 cm/s .
                                                          2
        c. El ascensor sube frenando a razón de 10 cm/s .
                                                            2
        d. El ascensor baja acelerando a razón de 10 cm/s .

12. Una persona de 70 Kg situada dentro de un montacargas de 800 Kg, sujeta un paquete de 9 Kg mediante
    una cuerda. Sabiendo que el montacargas posee una aceleración en cualquier caso de movimiento de 0,7
       2
    m/s , calcula:
        a. La fuerza ejercida por la persona sobre el suelo del montacargas cuando este sube acelerando.
        b. La tensión de los cables del montacargas cuando este baja frenando.
        c. La tensión de la cuerda cuando el montacargas sube con velocidad constante.

13. Resuelve cada uno de los siguientes sistemas de masas:

                      Si m1=2 Kg y m2=300 g.                                         Si m1=1,5 Kg y m2=3,5 Kg y
                      Calcula:                                                       µ = 0,2, calcula:
                      a) Aceleración del sistema.                                    a) aceleración; b) fuerza a
                      b) Fuerza que debemos                                          aplicar sobre m1 para que
                      aplicar sobre m2 para que m1                                   el sistema no se mueva; c)
                      suba 2 m en 3 s.                                               valor de m2 para que el
                                                                                     sistema no se mueva.




                                     Si m1=1,5 Kg y m2=3,5 Kg,
                                     µA = 0,2, y µB = 0,4
                                     calcula:                                                  Si m1=6,5 Kg y
                                     a) La fuerza paralela sobre                               m2=2,5 Kg, cual
                                     m2 para que m1 recorra 1 m                                debería ser el
                                     en 3 segundos; b) Fuerza                                  valor de m2 para
                                     sobre m1 aplicada                                         que se
                                     formando un ángulo de 35º                                 nivelasen en 1
                                     sobre la supf. A, para que                                segundo.
                                     m2 recorra 2 m en 4 s.




14. Un cuerpo de 200 g cae libremente desde una altura de 3 m, sobre un montón de arena. Si el cuerpo penetra
    3 cm en la arena entes de detenerse, calcula la fuerza de oposición que ejerció la arena sobre el cuerpo?.

15. Halla el tiempo que ha actuado una fuerza de 12 kp sobre un cuerpo de 20 kg de masa si el cuerpo que
    inicialmente estaba en reposo se mueve ahora a una velocidad de 10 m/s y sabemos que el coeficiente de
    rozamiento entre el cuerpo y el plano es µ=0,3. ¿Qué fuerza deberíamos haber aplicado si hubiéramos
    querido llegar a la misma velocidad pero en la mitad de tiempo?

16. Un camión circula a 90 Km/h, cuando el conductor divisa un obstáculo con lo que aprieta el freno logrando
    parar acabar parándose en 50 metros. Calcula el coeficiente de rozamiento entre una maleta y el
    portamaletas si ésta desliza pero no cae del camión.

17. La distancia entre dos 10 postes de teléfono es 45 metros. Un pájaro de 1 kg se posa sobre cable telefónico
    a la mitad entre los postes de modo que la línea se pandea 0,18 metros. Cual es la tensión en el cable
    (Ignore el peso del cable).

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  • 1. BOLETIN Nº III – FÍSICA 4º ESO – DINÁMICA (1ª parte) – Curso 2011/12 Cuestiones Teóricas 1. ¿Qué es Inercia? ¿Por qué a la primera ley de Newton también se le conoce como ley de la inercia? 2. ¿Se aplica la ley de inercia a objetos en movimiento o en reposo? 3. La primera Ley de Newton establece que no se requiere fuerza alguna para mantener un cuerpo en movimiento. ¿Por qué, entonces, un ciclista tiene que pedalear permanentemente para continuar avanzando? 4. Si un astronauta lanza una roca en un sitio del cosmos donde no hay influencia de fuerza gravitatoria o de roce a) ¿Se detendrá la roca gradualmente , b)¿Se seguirá moviendo con la misma velocidad y la misma dirección? 5. Cuando un automóvil es chocado por detrás, se corre el riesgo de que sus pasajeros sufran daños en el cuello. ¿De qué forma se aplica la Ley de Newton en este caso?, ¿cuál es el papel de los apoya cabeza y cómo puede evitar esos daños?. 6. ¿Por qué se siente una sensación extraña cuando un ascensor que sube, se detiene bruscamente en un piso de un edificio? 7. Un cuerpo grande de latas vacías de refrescos es compactado para ser transportado hasta la planta de reciclaje. ¿Cambio el volumen total?, ¿La masa?, ¿El peso?, ¿La inercia? 8. Si se duplica la masa que contiene una caja de madera, ¿Se duplica su inercia? ¿Se duplica su peso? 9. ¿Qué pesa más: 1 kg de clavos en la luna o 1 kg de algodón en la tierra? 10. Un auto marcha siguiendo un camino recto y horizontal con rozamiento. Haga un esquema e indique con vectores las fuerzas que actúan sobre el vehículo en cada uno de los siguientes casos: a) El auto marcha con velocidad constante b) El auto está acelerando c) El auto está frenando d) El auto está detenido. 11. ¿Cómo puedes juzgar si sobre un cuerpo está actuando una fuerza neta diferente de cero? 12. Si un cuerpo se encuentra en reposo, ¿puedes llegar a la conclusión que sobre él no actúa ninguna fuerza? 13. Si un cuerpo se mueve con M.U, ¿puedes concluir que la fuerza que actúa sobre él es constante? 14. Si sobre un cuerpo actúan dos fuerzas, ¿bajo qué condiciones podrá el cuerpo permanecer en reposo? ¿Con movimiento uniforme? Problemas 1. Sobre una barra metálica de 2 metros de longitud se aplican dos fuerzas paralelas en cada uno de los extremos de la misma. Si F1 = 45 N y F2 = 15 N, calcula el valor de la resultante y su distancia a la mayor de las fuerzas, en los siguientes casos: a. Las dos fuerzas tienen el mismo sentido. b. Tienen sentidos contrarios. 2. Sobre una mesa sin rozamiento se tira con aceleración constante de un objeto de 80 kg mediante un cable que se alarga 0,25 m. Si el bloque estaba en reposo y recorre 5 m en 4 s: a. ¿Cuál es la constante recuperadora del cable si suponemos que cumple la Ley de Hooke? b. ¿Cuál sería la elongación del cable si colgásemos verticalmente el objeto y lo dejásemos en reposo? 3. De un muelle de longitud (L0) colgamos una masa de 10 hg; medimos de nuevo la longitud del resorte resultando ser de 50 cm. Calcula el valor de L0. Dato: Kmuelle = 100 N/m.
  • 2. 4. Calcula gráfica y numéricamente la resultante de las fuerzas en cada uno de los siguientes esquemas: F2 F1 α α = 20º F1 = 20 N F1 = F2 = 20 N F2 = 30 N F3 = 35 N 120º F1 35º F2 F2 F3 F1 75º 65º F3 F1 = 40 N F2 = 35 N 115º F3 = 30 N F4 = 20 N F4 5. En un plano horizontal liso sin rozamiento descansa un bloque de 6 kg. Calcula la aceleración del cuerpo cuando actúa sobre él una fuerza de 10 N, cuya dirección forma un ángulo con la horizontal de 30º. Resuelve el mismo ejercicio pero ahora suponiendo que el µ = 0,4. 6. Calcula la aceleración del bloque en cada uno de los siguientes casos, sabiendo que µ = 0,5 y la masa del bloque 800 g. 7. Se lanza un bloque de hielo de 2 kg sobre una superficie helada con una velocidad de 15 m/s y recorre 97,8 m antes de detenerse. a. Cuál es la aceleración del movimiento?. b. Calcula el coeficiente de rozamiento entre el hielo. 8. Se aplica una fuerza de 30 N sobre un cuerpo de 3 kg de masa que está inicialmente en reposo en un plano horizontal sin rozamiento. Después de recorrer 20 metros el cuerpo entra en un tramo en el que el coeficiente de rozamiento es 0,3 y 5 segundos después de entrar en ese tramo, la fuerza inicial de 30 N deja de actuar. Calcula: a) La aceleración en cada uno de los tramos. b) El espacio total recorrido hasta que el cuerpo se para. c) La velocidad media de todo el trayecto. 9. Se deja caer un cuerpo de masa 3 kg desde una altura de 250 metros. En el instante en el que la velocidad es 35 m/s se encienden unos motores de manera que a partir de ese momento la velocidad de caída es constante. Calcula: a) la fuerza que producen los motores. b) el tiempo total de caída
  • 3. 10. Un ascensor de 300 kg tiene una fricción de 1.000 N. Calcula la tensión del cable en los siguientes casos: a. El ascensor sube con velocidad constante de 5 m/s. b. Baja con el doble de velocidad. 2 c. El ascensor acelera hacia arriba a razón de 2 m/s . d. Acelera hacia abajo con la misma aceleración. 11. Si una persona de 65 Kg se pesara en una báscula de baño colocada en el interior de un ascensor, determina que marcaría la báscula en los siguientes casos: a. El ascensor sube con velocidad constante. 2 b. El ascensor baja frenando a razón de 10 cm/s . 2 c. El ascensor sube frenando a razón de 10 cm/s . 2 d. El ascensor baja acelerando a razón de 10 cm/s . 12. Una persona de 70 Kg situada dentro de un montacargas de 800 Kg, sujeta un paquete de 9 Kg mediante una cuerda. Sabiendo que el montacargas posee una aceleración en cualquier caso de movimiento de 0,7 2 m/s , calcula: a. La fuerza ejercida por la persona sobre el suelo del montacargas cuando este sube acelerando. b. La tensión de los cables del montacargas cuando este baja frenando. c. La tensión de la cuerda cuando el montacargas sube con velocidad constante. 13. Resuelve cada uno de los siguientes sistemas de masas: Si m1=2 Kg y m2=300 g. Si m1=1,5 Kg y m2=3,5 Kg y Calcula: µ = 0,2, calcula: a) Aceleración del sistema. a) aceleración; b) fuerza a b) Fuerza que debemos aplicar sobre m1 para que aplicar sobre m2 para que m1 el sistema no se mueva; c) suba 2 m en 3 s. valor de m2 para que el sistema no se mueva. Si m1=1,5 Kg y m2=3,5 Kg, µA = 0,2, y µB = 0,4 calcula: Si m1=6,5 Kg y a) La fuerza paralela sobre m2=2,5 Kg, cual m2 para que m1 recorra 1 m debería ser el en 3 segundos; b) Fuerza valor de m2 para sobre m1 aplicada que se formando un ángulo de 35º nivelasen en 1 sobre la supf. A, para que segundo. m2 recorra 2 m en 4 s. 14. Un cuerpo de 200 g cae libremente desde una altura de 3 m, sobre un montón de arena. Si el cuerpo penetra 3 cm en la arena entes de detenerse, calcula la fuerza de oposición que ejerció la arena sobre el cuerpo?. 15. Halla el tiempo que ha actuado una fuerza de 12 kp sobre un cuerpo de 20 kg de masa si el cuerpo que inicialmente estaba en reposo se mueve ahora a una velocidad de 10 m/s y sabemos que el coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el plano es µ=0,3. ¿Qué fuerza deberíamos haber aplicado si hubiéramos querido llegar a la misma velocidad pero en la mitad de tiempo? 16. Un camión circula a 90 Km/h, cuando el conductor divisa un obstáculo con lo que aprieta el freno logrando parar acabar parándose en 50 metros. Calcula el coeficiente de rozamiento entre una maleta y el portamaletas si ésta desliza pero no cae del camión. 17. La distancia entre dos 10 postes de teléfono es 45 metros. Un pájaro de 1 kg se posa sobre cable telefónico a la mitad entre los postes de modo que la línea se pandea 0,18 metros. Cual es la tensión en el cable (Ignore el peso del cable).