BOLETÍN EJERCICIOS TEMA 2 FUERZAS

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1 BOLETÍN EJERCICIOS TEMA 2 FUERZAS 1. Al aplicar una fuerza de 20 N sobre un cuerpo adquiere una aceleración de 4 m/s 2. Halla la masa del cuerpo. Qué aceleración adquirirá si se aplica una fuerza de 100 N? 2. Qué aceleración adquiere un cuerpo de 3 kg si se aplica una fuerza de 6 N sobre él? 3. Sobre un cuerpo de 8 kg inicialmente en reposo actúa una fuerza de 16 N durante 2 s. Qué velocidad habrá adquirido el cuerpo al cabo de ese tiempo? Qué espacio habrá recorrido? 4. Calcula la fuerza que hay que aplicar a una caja de 100 kg inicialmente en reposo para que se deslice 2 m sobre un suelo horizontal liso en los 3 primeros segundos de movimiento. 5. Se tira de un cajón de 100 kg con una fuerza constante de 200 N paralela al suelo. El cajón se mueve con MRU. Cuánto vale la fuerza de rozamiento entre el cajón y el suelo? 6. Calcula el valor de la fuerza centrípeta sobre una bicicleta de 15 kg que da vueltas a una pista circular de 50 m de diámetro con una velocidad constante de 18 km/h. 7. Para abrir una puerta de 1 m de ancho hay que aplicar un momento de 30 Nm. Qué fuerza hay que aplicar sobre el borde de la puerta para abrirla? 8. Sobre un cuerpo actúa una fuerza de 5 N hacia el norte y otra de 12 N hacia el este. Cuál es el módulo de la fuerza resultante sobre el cuerpo? 9. Se empuja un carro por una superficie horizontal y sin rozamiento, con una fuerza de 10 N. Cuál es la masa del carro si adquiere una aceleración de 0 5 m/s 2? Cuál será su velocidad al cabo de 2 s si inicialmente estaba en reposo? 10. Un ascensor de 200 kg de masa es elevado por una grúa que aplica una fuerza de 2200 N. a) Halla el peso del ascensor. b) Calcula la fuerza resultante. c) Halla la aceleración con que asciende el ascensor. 11. Un automóvil de 900 kg toma una curva circular no peraltada de 300 m de radio con una velocidad de 72 km/h. Qué fuerza deben ejercer las ruedas sobre la carretera para que el automóvil no se salga de la curva? 12. Calcula la fuerza de atracción gravitatoria entre dos cuerpos de 100 kg y 600 kg situados a 10 m de distancia. 13. Calcula el valor de la aceleración de la gravedad en la superficie de la 22 6 Luna. M = 7'34 10 kg y R = 1'74 10 m L L 14. Halla en qué punto situado en el segmento que une dos masas m y 9m, que distan 10 metros entre sí, la fuerza gravitatoria debida a ambas masas sería cero sobre cualquier otro cuerpo situado allí. 15. Una partícula de 2 kg va a moverse en línea recta. Parte del reposo e invierte 6 s en alcanzar una velocidad de 2 m/s, qué fuerza está actuando sobre ella? 16. Una fuerza determinada produce una aceleración de 5 m/s 2 sobre una masa m. Cuando la misma fuerza se aplica a un segundo cuerpo, produce una aceleración de 15 m/s 2. Cuál es la masa del segundo cuerpo?

2 17. Una caja que pesa 600 N es empujada a lo largo de un suelo horizontal con velocidad constante mediante una fuerza de 250 N paralela al suelo. Cuál es el coeficiente de rozamiento entre la caja y el suelo? 18. Queremos conseguir que un cuerpo de 1200 g recorra 4 m en 3 s, partiendo del reposo. Si µ=0 02, halla: a) La aceleración que se debe imprimir. b) La fuerza que se debe ejercer. 19. Calcula el valor de la aceleración que alcanzará el cuerpo de la figura, situado sobre un plano horizontal e indica el espacio que recorrerá 30 s después de iniciado el movimiento si partió del reposo. 20. Un coche toma una curva de 750 m de radio sobre una carretera mojada y deslizante. Cuál será la velocidad máxima que debe llevar para evitar el derrape, si el coeficiente de rozamiento del neumático con el suelo es de 0 15 en esas condiciones?

3 1. Un bloque de 30 Kg descansa sobre una superficie horizontal con rozamiento. Si aplicamos una fuerza de N sobre el bloque en la dirección indicada en la figura, adquiere una velocidad de 100 m/s después de haber recorrido 200 m. Si g = 9'8 m/s 2, halla: a. la aceleración del bloque. b. la fuerza de rozamiento y su respectivo coeficiente. 2. Un cuerpo de 5 Kg, inicialmente en reposo, colocado sobre una superficie horizontal se le aplica una fuerza de 100 N formando un ángulo de 25 por debajo de la horizontal. Si el coeficiente de rozamiento es de 0'2, calcular el espacio recorrido por el cuerpo al cabo de 10 s. 3. Dos bloques de 20 y 15 Kg están juntos sobre un plano horizontal, sobre el primero, para que pueda arrastrar al segundo, aplicamos una fuerza horizontal de 400 N. Calcula la aceleración con que se mueve cada bloque y el valor de las fuerzas que se ejercen mutuamente entre ellos en los casos: a. Sin rozamiento. b. Con µ=0'1. 4. Calcula la aceleración del sistema y la tensión de la cuerda, en los siguientes casos: a. Sin rozamiento. b. Con µ=0'1. 5. De los extremos de una cuerda que pasa por una polea fija de eje horizontal, cuelgan dos cuerpos de m A=1'2 Kg y m B=1'05 Kg respectivamente. Calcular: a. la aceleración con que se mueven los pesos b. el espacio recorrido en 5 s si partieron del reposo c. la tensión de la cuerda. 6. Un cuerpo de 2 Kg de masa se encuentra sobre un plano inclinado de 30º. El coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el plano es 0'2. Hallar: a. la aceleración con la que descenderá, si lo dejamos libre.

4 b. la fuerza paralela al plano que debemos aplicar sobre el cuerpo para que descienda con velocidad constante. 7. Con qué aceleración descenderá por un plano inclinado 60º un cuerpo abandonado a él mismo si no hubiera rozamiento? Qué velocidad alcanzaría al cabo de recorrer 20 m? Repetir el problema en el caso de existir rozamiento (µ = 0'1). 8. Calcular la aceleración del sistema de la figura, considerando que la polea P y el plano inclinado carecen de rozamiento. 9. En el sistema de la figura, hallar la aceleración del sistema y la tensión en la cuerda, para los casos: a. sin rozamiento b. con coeficiente de rozamiento 0'03, en ambos planos. 10. Un coche de 2000 kg de masa, lleva por un tramo recto de una autopista una velocidad de 108 km/h. Frena y se para en 50 segundos. Qué fuerza ha actuado sobre el coche al frenar? 11. Dos fuerzas de 10 y 15 N, respectivamente, están aplicadas a un mismo cuerpo. Hallar la fuerza resultante en las siguientes situaciones: a. Tienen la misma dirección y sentido. b. Tienen misma dirección y sentido contrario. c. Forman un ángulo recto. 12. La figura representa 6 fuerzas que actúan sobre un cuerpo. Halla la resultante y calcula su módulo.

5 13. Una determinada fuerza actúa sobre un cuerpo cuya masa es m. Cómo variará su aceleración si la masa del cuerpo aumenta al doble? Y si se reduce a la cuarta parte? 14. Sobre un cuerpo actúa una fuerza de 3 N hacia el norte, una de 4 N hacia el oeste, una de 4 N hacia el sur y otra de 1 N hacia el este. Cuál es el módulo de la fuerza resultante? Hállala mediante un dibujo. 15. Un chico de 70 kg y una chica están patinando en una pista de patinaje. El chico ha empujado a la chica con una fuerza de 20 N. Qué masa tiene que tener la chica si se ha movido con una aceleración de 0 4 m/s 2? Cómo se moverá el chico? 16. Un ascensor de peso 2500 N está descendiendo. En un instante determinado la fuerza de rozamiento del ascensor es 300 N y la fuerza que ejerce el cable del ascensor es de 2200 N. Estará en equilibrio en dicho instante? 17. Una determinada fuerza actúa sobre un cuerpo de masa m. Cómo varía su aceleración si la masa disminuye a la mitad y la fuerza aumenta al doble? 18. Un ascensor de peso 2500 N está ascendiendo. En un instante determinado la fuerza de rozamiento del ascensor es 300 N. Qué fuerza deberían ejercer los cables del ascensor para que estuviera en equilibrio en dicho instante? 19. Un cuerpo de 50 kg de masa se mueve inicialmente a 2 m/s, se le aplica una fuerza y recorre horizontalmente 20 m en 8 segundos, qué fuerza se le ha aplicado? 20. Dos amigos cuyas masas son 75 kg y 60 kg están patinando en una pista de hielo. En un instante en el que están parados el primero empuja al segundo, y éste se mueve a una velocidad de 1 m/s A qué distancia se encuentran a los 5 segundos? 21. Sobre un cuerpo de 100 kg de masa y que se mueve con una velocidad de 4 m/s, se aplica una fuerza de 150 N. Calcular, qué velocidad llevará

6 dicho cuerpo a los 10 segundos, si se aplica la fuerza en el sentido que lleva el movimiento inicialmente? Qué velocidad llevará si se aplica en sentido contrario? 22. Un velero de 2000 kg es movido por el aire con una fuerza de 3000 N, pero a su vez tiene un rozamiento con el agua equivalente a 1300 N. Cuál será la aceleración del barco? Qué velocidad llevará cuando ha transcurrido 10segundos si cuando empezamos a contar el tiempo lleva una velocidad de 18 km/h? Haz un dibujo señalando todas las fuerzas. 23. Con qué velocidad se mueve un coche de 1500 kg de masa que se le aplica una fuerza constante de 3000 N durante 10 segundos cuando está en reposo? 24. Una caja de 35 kg está situada sobre una mesa horizontal. Si le comunicamos una fuerza de 100 N, se mueve con una aceleración de 2 m/s 2. Cuánto vale la fuerza de rozamiento entre las superficie del cuerpo y del suelo? 25. a) Hallar el peso de una persona de 70 kg de masa. b) Hallar la masa de un objeto que es atraído por la Tierra con una fuerza de 50 N. 26. El dibujo representa las fuerzas a que está sometido un cuerpo de 200 kg sobre la superficie de la Tierra. Halla la aceleración del cuerpo si la fuerza que actúa es: a) 1900 N y b) 2000 N. 27. Una caja de 50 kg está situada sobre una mesa horizontal. a. Qué fuerza hay que comunicarle para que se mueva con una aceleración de 1 m/s 2 si la fuerza de rozamiento de la superficie de la caja con la de la mesa es 10 N? b. Qué fuerza habrá que hacer para que se mueva con velocidad constante? 28. En un instante determinado un disco de hockey sobre hielo de 150 gramos de masa se mueve a 54 km/h por el suelo de la pista. Si a partir de dicho instante recorre 30 metros hasta pararse. Qué fuerza de rozamiento se produce entre la superficie del disco y del hielo? 29. Determinar la distancia recorrida en 3 segundos, por un bloque de madera de 30 kg de masa que está en reposo, cuando es arrastrado por el suelo con una fuerza de 50 N, si la fuerza de rozamiento entre las dos superficies es de 12 N. 30. Un objeto pesa en la Luna 100 N. Si la aceleración de la gravedad en ella en 1 6 m/s 2, cuánto pesará ese objeto en la Tierra?

7 31. Un bloque de hierro está sobre una mesa. Si se le aplica una fuerza de 80 N se mueve con una aceleración de 2 m/s 2. Calcula la masa del bloque de hierro, si el rozamiento es de 25 N. 32. Un ascensor de masa 1200 kg asciende partiendo del reposo con una aceleración constante de 2 m/s 2 durante 2 5 segundos, a partir de este instante, mantiene la velocidad alcanzada durante 8 segundos, y posteriormente se detiene en 4 segundos. Si el rozamiento equivale a 400 N, calcular el valor de la tensión que soportan los cables en los tres momentos recogidos. 33. Qué fuerza ha de realizar un coche de 1500 kg de masa para que cambie su velocidad de 36 km/h a 90 km/h en 5 segundos, si el rozamiento con la carretera es de 200 N? 34. Un balón de medio kg de masa se deja caer desde una ventana que está a 10 metros del suelo. a. Hallar la velocidad con que llega al suelo, si consideramos que el rozamiento con el aire es despreciable. b. Hallar la velocidad con que llega al suelo, si el rozamiento del balón con el aire es 0 30 N 35. Un montacargas de 1000 kg de masa comienza a descender partiendo del reposo de forma que en 4 segundos alcanza la velocidad de 3 m/s. a. Si la fuerza que hacen los cables es de 8500 N, cuál es la fuerza de rozamiento? b. Si continúa descendiendo durante 6 segundos a velocidad constante, qué fuerza hacen los cables? 36. Hallar la aceleración de la gravedad en Venus sabiendo que un objeto que en la Tierra pesa 147 N, allí pesa 129 N. 37. Sobre un cuerpo de 300 kg de masa se aplica una fuerza de 800 N, qué valor tendrá la fuerza de rozamiento si se mueve con velocidad constante de 10 m/s? Qué valor tendrá dicha fuerza si se mueve con aceleración constante de 2 m/s 2? 38. Calcula la tensión de la cuerda y la aceleración con que se mueven las masas que cuelgan en la polea del dibujo. m 1=10 kg y m 2=8 kg