Unidad 2 Interacción entre los cuerpos

4 E.S.O. Fsica y Qumica

Unidad 2: Interaccin entre los cuerpos

Ley Hooke 1. Si un muelle experimenta un alargamiento de 2 cm al aplicarle una fuerza de 12 N, cunto se alargar al colgarle una pesa de 20 N? Sol:

2. Un muelle est suspendido de uno de sus extremos y del otro extremo se cuelga un peso de 25 N y se observa un alargamiento de 5 cm. Cul es la constante elstica del muelle? Qu ley has aplicado para calcularla? Sol:

Composicin de fuerzas 1. Dibuja la resultante de los siguientes sistemas de fuerzas y calcula su mdulo:

2. Un marinero quiere arrastrar un fardo hacia la izquierda, para lo cual tira de l con una fuerza de 200 N utilizando un cable que est paralelo al suelo. a) Dibuja el vector fuerza correspondiente y llmalo F. b) Dibuja un vector de igual mdulo y direccin que el anterior, pero de sentido opuesto. c) Dibuja un vector perpendicular a los dos anteriores dirigido hacia arriba y de mdulo 3 veces mayor, y llmalo P .Sol:

3. Cules son los mdulos de dos fuerzas sabiendo que se diferencian en 9 N y que si actan en la misma direccin y sentido tienen una resultante de 45 N? Sol: F1=18 N y F2=27 N

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4. Averigua la longitud de los brazos de una palanca de 36 cm de longitud total si permanece en equilibrio cuando cuelgan de sus extremos dos pesos de 100 N y 200 N. Sol: Uno mide 12 cm y el otro 24 cm. 5. Calcula en qu punto de una barra, debe colocarse un cuerpo de manera que el peso que soporte un chico en uno de sus extremos sea la tercera parte del que soporte un hombre en el otro. Sol: El peso debe situarse a 1/3 de donde est situado el hombre y a 2/3 de donde est situado el chico. 6. Calcula grfica y analticamente la resultante del sistema de fuerzas representado, sabiendo que F1 = 12 N; F2 =8 N y la distancia AB= 20 cm. Sol:

7. Un chico ayuda a su padre a transportar un paquete de 70 kg mediante una barra de 1,4 m de longitud. Si colocan el paquete a 1 m del chico, qu peso soporta cada uno? Sol:

8. Dibuja las componentes sobre los ejes de coordenadas de las fuerzas siguientes:

9. Dibuja las componentes de las fuerzas en los tres casos siguientes:

10. De qu factores depende la fuerza de rozamiento? Qu direccin y sentido tiene siempre la fuerza de rozamiento? 11. Se aplica una fuerza horizontal de 100 N a un cuerpo de 10 kg de masa que descansa sobre un plano horizontal. Calcula la aceleracin del cuerpo si el coeficiente de rozamiento es 0,2. Sol: aceleracin: a = 8,04m/s2

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12. Se ejercen dos fuerzas, F1 y F2, sobre un cuerpo de 5 kg de masa que descansa sobre una superficie horizontal. El coeficiente de rozamiento es 0,1. Calcula la aceleracin que adquiere en los siguientes casos:

Sol:

13. Dos fuerzas paralelas y del mismo sentido, de 24 N y 36 N, respectivamente, se aplican a los extremos de una barra de 2,4 m de longitud. Calcula grfica y analticamente lo siguiente: a) La intensidad, direccin y sentido de la resultante. b) La distancia desde el punto de aplicacin de la resultante a la fuerza de 24 N. Sol:a) La direccin y el sentido de la resultante coinciden con los de las otras dos fuerzas y su intensidad es: R= F1 + F2 =24 N + 36 N=60 N b) Su punto de aplicacin se determina mediante la igualdad: 24 x= 36 (2,4 x); x=1,44 m La resultante se sita a 1,44 m de la fuerza de 24 N.

14. Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas y razona tu respuesta: a) Si ninguna fuerza neta acta sobre un cuerpo, este permanece en estado de reposo o con movimiento rectilneo y uniforme. b) La inercia es la tendencia de un cuerpo a mantener su estado de reposo. c) Para que un cuerpo adquiera una aceleracin, es necesario que sobre l acte una fuerza. d) Las fuerza de accin y reaccin actan sobre el mismo cuerpo. Sol: a) Verdadero. b) Falso. La inercia es la tendencia de un cuerpo a mantener su estado de reposo o de movimiento. c) Verdadero. d) Falso. Las fuerzas de accin y reaccin actan sobre distintos cuerpos.

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15. Sobre un cuerpo de 6 kg de masa que se mueve con velocidad constante en un plano horizontal se aplica una fuerza de 30 N. Calcula la aceleracin que adquiere si el coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y la superficie es 0,1. Sol: aceleracin: a = 4,02 m/s2 16. Construye grficamente y calcula la resultante de dos fuerzas concurrentes de 100 Ncada una y que forman entre s un ngulo de 90. Sol:

Como las dos fuerzas tienen direcciones perpendiculares, el mdulo de la resultante se puede calcular mediante el teorema de Pitgoras: R=141,4 N.

17. Qu fuerza neta es necesario aplicar sobre un cuerpo de 20 kg de masa situadosobre una superficie horizontal para que adquiera una aceleracin de 2,5 m/s2? Haz un esquema en el que aparezcan dibujadas todas las fuerzas que actan sobre ese cuerpo. Sol: Se trata de aplicar el segundo principio de la dinmica: F=m a= 20 kg 2,5 m/s2=50 N

18. Calcula la fuerza horizontal que debe aplicarse a un bloque de 50 kg de masa parahorizontal, si el coeficiente de rozamiento entre el bloque y la superficie es 0,1. Dibuja todas las fuerzas que actan sobre el bloque. Sol:Como el cuerpo se desliza con velocidad uniforme quiere decir que la aceleracin es cero, por consiguiente: Fneta=0 Teniendo en cuenta todas las fuerzas que actan sobre el bloque, tenemos que la fuerza de rozamiento se opone al movimiento, es decir a la fuerza aplicada:

19. Aplicamos una fuerza de 110 N paralela y hacia arriba a un objeto de 10 kg situado en un plano inclinado. Si la fuerza normal que acta es de 50 N. Calcula la aceleracin. 2 Sol: a = 2,5 m/s 20. Deseamos subir un objeto de 150 kg por un plano inclinado. Si la fuerza normal que acta es de 1409,5 N y el coeficiente de rozamiento es de 0,25. Calcula la fuerza que debe aplicarse paralelamente a dicho plano para que el cuerpo suba con velocidad constante. Sol: F=848,1N

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21. Un objeto de 15 kg de masa se encuentra en un plano inclinado. Si el coeficiente de rozamiento es de 0,32 y la fuerza normal de 130 N. Calcula la aceleracin del mismo al 2 aplicar una fuerza de 60 N paralela hacia abajo. Sol: a = -6,18 m/s 22. Un objeto de 30 kg de masa se deja caer por un plano inclinado. Si la fuerza normal que acta sobre l es de 214,9 N, calcula la aceleracin que adquiere en estos dos supuestos: 2 a) no hay rozamiento. Sol: a = 6,7 m/s 2 b) el coeficiente de rozamiento es de 0,45. Sol: a = 3,5 m/s 23. Un paquete de 3,2 kg de masa desciende por un plano inclinado. Si la fuerza normal que acta sobre l es de 28,6 N. Calcula la aceleracin que adquiere en estos dos supuestos: 2 a) no hay rozamiento. Sol: a = 4,1 m/s 2 b) el coeficiente de rozamiento es de 0,25. Sol: a = 1,8 m/s 24. Una caja de 4,8 kg asciende por un plano inclinado por accin de una fuerza paralela al plano y dirigida hacia arriba de 120 N. Si la fuerza normal que acta sobre l es de 33,3 N y el coeficiente de rozamiento es de 0,25, calcula la aceleracin que adquiere. 2 Sol: a = 16,4 m/s

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