Cuaderno de evidencias de Física II Preparatoria No. 22 DINÁMICA. Cuaderno de evidencias de Física II Preparatoria No. 22

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1 Cuaderno de evidencias de Física II Preparatoria No. 22 DINÁMICA El alumno aprenderá y aplicará los conceptos de fuerza y Leyes de Newton en el mundo real. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 1

2 I. DINÁMICA I.1. Fuerzas sin fricción EXAMEN DIAGNÓSTICO DADOS TUS CONOCIMIENTOS PREVIOS DE FÍSICA, CONTESTA: 1. Qué es dinámica? 2. Qué es fuerza? 3. Qué es masa? 4. Qué es peso? 5. Qué ocasiona el movimiento de un cuerpo cualquiera? 6. Qué causa el movimiento de los planetas? 7. Si un cuerpo no se mueve, significa necesariamente que no se le aplica fuerza alguna? 8. La fuerza es sinónimo de poder? En la ciencia y en la sociedad. Escribe tu opinión libremente. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 2

3 HAZ UNA DESCRIPCIÓN BIOGRÁFICA DEL CIENTÍFICO DE LA FIGURA QUE ESTÁ A CONTINUACIÓN. Otras actividades diferentes a las científicas Rama de la Física Clásica Nombre del científico Una frase célebre de éste científico Lugar de nacimiento Universidad donde estudió Inventos, obras y/o descubrimientos Fecha de nacimiento y deceso UTILIZANDO TU LIBRO DE TEXTO O INTERNET (EN EL APÉNDICE HAY ALGUNAS PÁGINAS QUE PUEDES VER Y ANALIZAR), DEFINE CADA UNO DE LOS CONCEPTOS. 1. Cinemática 2. Dinámica 3. Estática 4. Mecánica Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 3

4 5. Fuerza 6. Tipos de fuerzas según su origen y características: 6.1. Gravitacionales 6.2. Electromagnéticas 6.3. Nucleares 7. Tipos de fuerzas según su manera de actuar: 7.1. De contacto 7.2. A distancia o de campo 8. 1ª. Ley de Newton 8.1. Inercia Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 4

5 8.2. Masa 8.3. Relación masa-inercia 9. 2ª. Ley de Newton 9.1. Relación aceleración-fuerza si la masa es constante 9.2. Relación aceleración-masa si la fuerza es constante 9.3. Relación fuerza-masa si la aceleración es constante 9.4. Unidad de la fuerza en el S.I Unidad de la fuerza en el cgs Límite o frontera de la aplicación de la 2ª. Ley de Newton 10. 3ª. Ley de Newton Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 5

6 10.1. Características de la tercera ley de Newton 11. Fuerza normal 12. Peso Características del peso de un objeto 13. Diagrama de cuerpo libre 14. Qué opinaba Aristóteles sobre el movimiento de los objetos? 15. Quiénes fueron los primeros personajes en criticar las teorías del movimiento de Aristóteles? 16. Qué opinión tenía Galileo sobre las teorías de Aristóteles respecto al movimiento? Cuál era su explicación sobre el movimiento? 17. Científico que desarrolla las Leyes de la Dinámica 18. Cuál era el pensamiento de Isaac Newton sobre el movimiento de los cuerpos? Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 6

7 FUERZAS CON MOVIMIENTO EN UN PLANO HORIZONTAL (SIN FRICCION) 1. Calcula el peso de las siguientes masas, sobre la superficie de la tierra: a) m=20kg b) m=74.6kg c) m=216kg d) m=50.3kg 2. Calcula el peso de las siguientes masas, sobre la superficie de la tierra: a) m=50kg b) m=94.6kg c) m=786kg d) m=980kg 3. Calcula la masa de los siguientes pesos, sobre la superficie de la tierra: a) w= 600N b) w= 1960N c) w= 980N d) w= 100N 4. Calcula la masa de los siguientes pesos: a) w=40n b) w=20,000n c) w=4,560n d) w=1,960n 5. Un camión de 19,600N aumenta su velocidad horizontalmente de 8m/s a 14m/s en 8seg, encuentra la magnitud de la fuerza horizontal aplicada y la fuerza normal. R=1,500N y 19,600N 6. Un auto de 800kg. inicia desde el reposo y alcanza una velocidad de 64.8km/h al final de 6 seg, encuentra la magnitud de la fuerza horizontal que lo acelera, horizontalmente y la fuerza normal. R=2400N y 7840N Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 7

8 Un auto de 7840N parte del reposo y alcanza una velocidad de 57.6km/h en 3s. Cuál es la intensidad de la fuerza que se aplica para generar tal aceleración? R= N N 7. Un autobús de pasajeros de kg va a 90km/h, repentinamente desacelera uniformemente hasta que se detiene después de recorrer 50m. Calcula la fuerza de frenado. R= N F w 8. Sobre un bloque de 40Kg se aplica una fuerza horizontal de 100N, calcula la aceleración horizontal con que se mueve el bloque. R=2.5m/s Una fuerza horizontal de 225N acelera un carrito de juguete a razon de 5m/s 2, calcula la masa y el peso del juguete. R=45Kg y 441N 10. Qué fuerza horizontal se requiere para acelerar una bicicleta de 784N a razón de 1.8m/s 2? R=144N 11. Determina la aceleración horizontal de una caja de 245N al aplicársele una fuerza horizontal de 35N. R=1.4m/s 2 Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 8

9 12. Cuál es el peso de un baúl si se acelera horizontalmente a razón de 1.5m/s 2, cuando se le aplica una fuerza horizontal de 18N? R=117.6N 13. Un carro Mazda de 14700N, se encuentra en reposo y adquiere una aceleración hasta llegar a 100.8Km/h recorriendo 55m determina la fuerza horizontal que acelera horizontalmente al auto R=10691N. 14. Se aplica una fuerza horizontal de 16N sobre un prisma de aluminio y se acelera en la misma dirección de la fuerza a razón de 2m/s 2, determina el peso del prisma de aluminio. R=78.4N 15. Sobre un cuerpo de 274.4N se aplica una fuerza horizontal y adquiere una aceleración también horizontal de 5m/s 2. Calcula la fuerza aplicada. R=140N 16. Un carro Vento de 2.4 Toneladas, parte del reposo y se acelera horizontalmente hasta alcanzar una velocidad de 30m/s en un tiempo de 12 seg. Calcula la fuerza horizontal aplicada. R=6000N N 17. Un carrito de gokarts de 200kg cambia de 10 a 20m/s en una distancia de 60m. Determina la fuerza aplicada para acelerarlo. F w Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 9

10 A un trineo se le jala con una fuerza de 80N. Si el trineo tiene una masa de 25Kg y se mueve horizontalmente, calcula o contesta los siguientes 7 problemas, en base al presente ejemplo: F 18. Calcula la aceleración si la fuerza está inclinada a 0 (θ=0 ). R=3.2m/s 2. θ 19. Determina la aceleración del trineo, si la fuerza forma un ángulo de 10 con la horizontal R=3.15m/s Calcula la aceleración del trineo, si la fuerza forma un ángulo de 20 con la horizontal R=3m/s Calcula la aceleración del trineo, si la fuerza forma un ángulo de 40 con la horizontal R=2.45m/s Determina la aceleración del trineo, si la fuerza forma un ángulo de 60 con la horizontal R=1.6m/s 2 Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 10

11 23. Determina la aceleración del trineo si la fuerza forma un ángulo de 90 con la horizontal R=0m/s Escribe a qué ángulo es la máxima aceleración del trineo y también a que ángulo la aceleración es cero o nula. _ 25. Sobre un bloque de concreto de 196N que se mueve horizontalmente, se aplica una fuerza que jala con 160N inclinada 28 con la horizontal. Calcula la aceleración del bloque. R=7.1m/s Un tronco de madera de 45Kg es jalado por una fuerza de 100N, inclinada a 60 con la horizontal. Determina la aceleración si el movimiento es horizontal. R=1.1m/s Un carrito de 490N es jalado por una fuerza que está inclinada a un ángulo de 35 con la horizontal y se acelera de manera horizontal a razón de 2m/s 2. Calcula la fuerza aplicada. R= N 28. Un objeto es acelerado horizontalmente a razón de 3.5m/s 2 por una fuerza que jala con 400N inclinada a 45 con la horizontal. Calcula el peso del objeto. R=792N Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 11

12 29. A una caja de 250N se le aplica una fuerza que la arrastra con 50N, produciéndole una aceleración horizontal de 1m/s 2 determina el ángulo al cual está inclinada la fuerza aplicada. R= Una caja de 18 Kg se mueve por la aplicación de una fuerza de arrastre de 40N inclinada a un ángulo determinado, si la aceleración del cuerpo es de 1.4m/s 2, calcula el valor del ángulo de la fuerza aplicada. R=50 FUERZAS CON MOVIMIENTO EN UN PLANO INCLINADO (SIN FRICCIÓN) Un niño de 20Kg se desliza libre y uniformemente sobre un resbaladero inclinado a cierto ángulo con la horizontal. Calcula su aceleración del niño cuando el plano se inclina en los siguientes ángulos de las siguientes 12 preguntas: N=normal θ wx=peso en dirección x wy=peso en dirección y w=peso 1. A 80 R=9.6m/s 2 2. A 60 R=8.48m/s 2 Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 12

13 3. 40 R=6.3m/s R=3.35m/s R=1.7m/s R=0m/s R=9.8m/s 2 8. A qué ángulo el cuerpo se acelera mas? Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 13

14 9. A qué ángulo el cuerpo no se acelera libremente hacia abajo de la pendiente? 10. En qué afecta que el niño esté sobre el resbaladero con un ángulo de inclinación a 90 y se acelere a 9.8m/s 2? qué te recuerda tal valor? 11. Crees que un cuerpo se mueva en un plano horizontal (ángulo = 0 ), sin aplicarle alguna fuerza? 13. Una caja de 7Kg se desliza libremente sobre un plano inclinado a 28 con la horizontal. Determina su aceleración. R=4.6m/s Crees que puedas calcular la aceleración de cualquier objeto sin el dato de la masa en los anteriores 11 problemas? Si tu respuesta es afirmativa desarrolla un problema. 14. Sobre un carrito de patines de 40Kg se aplica una fuerza de 260N para subirlo por una pendiente de 30. Si la fuerza es paralela al plano. Calcula la aceleración de dicho carrito. R=1.6m/s 2 Eje y N=normal m F=fuerza aplicada Eje x ϴ w=peso Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 14

15 15. Determina la fuerza paralela a un plano inclinado que se requiere para que un bloque de arcilla de 58.8N suba por tal plano inclinado a 30 con la horizontal con una aceleración de 1.6m/s 2. R=39N 16. Del problema anterior calcula la fuerza si el bloque sube con velocidad uniforme. R=29.4N 17. Un esquiador de 80Kg se desliza suavemente sobre un cerro inclinado a cierto ángulo con la horizontal y con una aceleración de 4.9m/s 2. Calcula el ángulo de inclinación del plano. R= Una caja de plástico de 686N se desliza libremente sobre una banda inclinada a cierto ángulo con la horizontal y se acelera a razón de 8m/s 2. Calcula el ángulo de inclinación del plano. R= Un producto terminado de 8Kg sube por una rampa a 25 de inclinación con la horizontal por la aplicación de una fuerza paralela al plano. Calcula la magnitud de la fuerza si sube con velocidad constante. R=33.1N 20. Del problema anterior calcula la magnitud de la fuerza si sube el producto con una aceleración de 0.8m/s 2. R=39.5N Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 15

16 21. Una fuerza paralela al plano de movimiento de 1000N se utiliza para jalar un auto de 2940N de peso hacia arriba de un plano inclinado a 23 con la horizontal. Calcular la aceleración del auto, sube o baja? R=0.5m/s Una fuerza paralela al plano de movimiento de N se utiliza para subir un tronco de madera de 294N de peso hacia arriba de un plano inclinado a 23 con la horizontal. Calcula la aceleración del tronco, sube, baja, se mueve a velocidad constante o está en reposo?, explica. R=0m/s Una fuerza paralela al plano de movimiento de 210N se utiliza para subir una tabla de 30kg sobre un plano inclinado a 23 con la horizontal. Determina la aceleración con que sube la tabla, en realidad sube o baja?. R= 3.2m/s 2 Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 16

17 FUERZAS CON MOVIMIENTO EN UN PLANO VERTICAL (SIN FRICCIÓN) Un elevador de 1500kg se acelera a razón de 0.6m/s 2. Calcula la tensión o fuerza en los cables si: 1. Sube con la aceleración escrita. R= 15600N 2. Baja con la aceleración escrita. R= 13800N Calcula la tensión o fuerza en los cables que sostienen un elevador de 600kg, en los siguientes 6 casos: 3. Sube con una aceleración de 0.8m/s 2. R=6360N 4. Baja con una aceleración de 0.8m/s 2. R=5400N 5. Sube con velocidad constante. R=5880N 6. Baja con velocidad constante. R=5880N Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 17

18 7. El elevador está suspendido de los cables sin moverse. R=5880N 8. El elevador baja con una aceleración de 9.8m/s 2. R=0N Calcula la tensión en los cables que mueven y sostienen un elevador de 7840N, en los siguientes 6 casos: 9. Sube con una aceleración de 0.7m/s 2. R=8400N 10. Sube con velocidad constante. R=7840N 11. Baja con una aceleración de 0.7m/s 2. R=7280N 12. Baja con velocidad constante. R=7840N 13. El elevador está suspendido de los cables, en reposo. R=7840N 14. El elevador cae libremente. R=0N Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 18

19 15. Un bloque metálico de 10kg se encuentra sobre una mesa sin fricción. Tiene sujeta una cuerda de nylon en forma horizontal que luego pasa sobre una polea sin fricción y que está atada en su otro extremo a otro bloque de 20kg que cuelga verticalmente de la cuerda. Determina la aceleración de los bloques y la tensión en la cuerda que une a ambos bloques. Problema de alto grado de complejidad. 16. Por una polea sin fricción pasa un cable que sujeta dos bloques de metal de 50kg y de 25kg respectivamente, calcula la aceleración de los bloques y la fuerza que se ejerce sobre los cables. Problema de alto grado de complejidad. 17. En el sistema representado en la figura de abajo, el bloque A tiene un peso de 300 newtons, el bloque B pesa 100 newtons, si no hay rozamiento en la polea y el sistema parte del reposo, determinar: a) la aceleración del bloque A; b) la tensión de la cuerda; c) la velocidad del bloque A cuando ha descendido 2m; d) la velocidad del bloque A al cabo de 3 segundos. 18. Cuando el sistema que se indica en la figura parte del reposo y se mueve sin rozamiento, determinar la tensión de la cuerda y el peso del bloque B, si: a) el sistema adquiere una aceleración de velocidad de ; b) el bloque B llega al piso con una cuando desciende un metro. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 19

20 COMPLETA EL DIAGRAMA QUE SE ENCUENTRA A CONTINUACIÓN, SOBRE LAS LEYES DE LA DINÁMICA. INVESTIGA LA ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD DE CADA PLANETA Y CONTESTA LOS CUADROS FALTANTES, USANDO TU MASA. Planeta Masa(kg) Peso(N) Mercurio Venus Tierra Marte Júpiter Saturno Urano Neptuno Aceleración de la gravedad(m/s 2 ) Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 20

21 SUBRAYA LA RESPUESTA CORRECTA. 1. Estudia el comportamiento de los cuerpos atendiendo a las causas que lo producen o modifican. a) Cinemática b) Dinámica c) Estática d) Mecánica 2. Es la rama de la física que estudia y analiza el movimiento y reposo de los cuerpos. a) Cinemática b) Dinámica c) Estática d) Mecánica 3. Es la rama de la mecánica clásica que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo producen a) Cinemática b) Dinámica c) Estática d) Mecánica 4. Es todo jalón o tirón que se ejerce sobre los cuerpos, capaz de producir cambios en el movimiento de los cuerpos o deformarlo. a) Fricción b) Masa c) Peso d) Fuerza 5. Tipo de fuerzas que se deben a la atracción que existe entre dos cuerpos debido a sus masas y a la distancia que los separa. a) Fuerzas de contacto b) Gravitatorias c) Electromagnéticas d) Coplanares e) Nucleares 6. Tipo de fuerzas que se ejercen entre partículas cargadas eléctricamente. a) Fuerzas de contacto b) Gravitatorias c) Electromagnéticas d) Coplanares e) Nucleares AUTOEVALUACIÓN 7. Tipo de fuerzas que se producen en el interior de los átomos. a) Fuerzas de contacto b) Gravitatorias c) Electromagnéticas d) Coplanares e) Nucleares 8. Tipo de fuerzas que se producen cuando las superficies de dos cuerpos están en contacto. a) Fuerzas de contacto b) Gravitatorias c) Electromagnéticas d) Coplanares e) Nucleares 9. Este tipo de fuerzas se caracterizan por presentarse en los objetos no se encuentran físicamente en contacto (Ejemplos típicos de este tipo de fuerzas son la fuerza de atracción gravitatoria y la fuerza magnética, etc.) a) Fuerzas de contacto b) Gravitatorias c) Electromagnéticas d) A distancia e) Nucleares 10. Propiedad que tienen los cuerpos de resistirse a un cambio de su estado de movimiento o de su estado de reposo. a) Inercia b) Fuerzas concurrentes a) Masa b) Peso e) Fuerza 11. Se define como la medida cuantitativa de la inercia. a) Inercia b) Fuerzas concurrentes c) Masa d) Peso e) Fuerza Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 21

22 12. Fuerza de atracción que ejerce la Tierra sobre los cuerpos. a) Inercia b) Fuerzas concurrentes c) Masa d) Peso e) Fuerza 13. Se define como la fuerza que ejerce una superficie sobre un cuerpo apoyado sobre la misma. Ésta es de igual magnitud y dirección, pero de sentido opuesto, a la fuerza ejercida por el cuerpo sobre la superficie. a) Inercia b) Fuerzas concurrentes c) Masa d) Peso e) Fuerza normal 14. Fuerza que ejerce la superficie sobre un cuerpo que se desliza o está en reposo sobre ella y que actúa perpendicularmente a la superficie. a) Masa b) Peso c) Fuerza normal d) Fuerza de fricción e) Fuerza de gravedad 15. Todo cuerpo en reposo o con movimiento uniforme permanecerá en reposo o con velocidad que lleve a menos que se le aplique una fuerza exterior. a) 2ª. Ley de Newton b) 3ª. Ley de Newton c) 1ª. Ley de Newton d) Ley de la gravitación Universal 16. Si un objeto lleva siempre velocidad constante o uniforme, cumple con la Primera Ley de Newton. a) Falso b) Cierto 17. La Primera Ley de Newton solo se cumple en el espacio exterior lejos de interacciones con otros cuerpos a) Falso b) Cierto 18. La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza aplicada e inversamente proporcional a la masa. a) 2ª. Ley de Newton b) 3ª. Ley de Newton c) 1ª. Ley de Newton d) Ley de la gravitación Universal 19. La expresión w=mg es una forma de la Segunda Ley de Newton. a) Cierto b) Falso 20. A toda fuerza de acción le corresponde una fuerza de reacción igual magnitud pero de sentido contrario. a) 2ª. Ley de Newton b) 3ª. Ley de Newton c) 1ª. Ley de Newton d) Ley de la gravitación Universal 21. Unidad de fuerza del sistema internacional y que se define como la fuerza que aplicada a una masa de 1 kg le produce una aceleración de 1 m/s² a) Newton b) Dina c) Kgf d) Slug 22. Unidad de fuerza en el sistema CGS y que se define como la fuerza que aplicada a una masa de 1 gr produce una aceleración de 1 cm/s². a) Newton b) Dina c) Kgf d) Slug 23. Una fuerza F se aplica sobre un cuerpo de peso w, causándole un movimiento en un plano horizontal sin fricción(f<w). En qué caso la fuerza provoca mayor aceleración? C A F F F D F B 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 22

23 24. Una fuerza F se aplica sobre un cuerpo de peso W, causándole un movimiento en un plano horizontal sin fricción (F<W). En qué caso la fuerza provoca menor aceleración? 25. En una mesa hay vasos de vidrio y la mesa está cubierta por una tela hecha de nylon, qué Ley de Newton utilizarías para quitar el mantel de entre la mesa y los vasos? Nota: sin tocar los vasos y la mesa. A) La fuerza gravitatoria (Ley de la gravitación Universal) B) La fuerza de acción y reacción (Tercera Ley de Newton) C) La fuerza de fricción D) La ley de la inercia (Primera Ley de Newton) E) La ley del cambio en la cantidad de movimiento (Segunda Ley de Newton). 26. Un bloque de peso w se mueve sobre un plano inclinado hacia arriba con una aceleración a y mediante una fuerza F paralela al plano, elige el diagrama de cuerpo libre correcto. Eje y w=peso en x C A F N=normal F=fuerza aplicada Eje x ϴ m w=peso A w=peso en y Eje Y N=normal F Eje y F D F wx=peso en dirección x θ B B N=normal w=peso Eje Y N=normal wy=peso en dirección y Eje x F=fuerza aplicada energía los estuviera empujando en una dirección dada. Por lo tanto, si se eliminaran todas las fuerzas que están aplicadas sobre la Tierra, como al lanzar una piedra, entonces el movimiento no se produciría. a) Galileo b) Aristóteles c) Newton d) Einstein 28. Cuando dos cuerpos resbalan uno sobre el otro, actúa una fuerza denominada fricción, la cual se debe a las irregularidades de las superficies de los cuerpos que se deslizan. Si esta fuerza no existiera, los cuerpos estarían en continuo movimiento. demostró que solamente cuando hay fricción se necesita de una fuerza para mantener a un cuerpo en movimiento, y estableció que todo cuerpo material presentaba resistencia a cambiar su estado de movimiento, siendo esta resistencia la inercia. a) Galileo b) Aristóteles c) Newton d) Einstein 29. Desarrolló las leyes de la dinámica a) Galileo b) Aristóteles c) Newton d) Einstein RESUELVE CORRECTAMENTE LOS SIGUIENTES PROBLEMAS. SUBRAYA LA RESPUESTA CORRECTA. (En las siguientes preguntas no consideres la fuerza de fricción). 30. Si un cuerpo se acelera a razón de 6m/s 2 al aplicarle una fuerza de 30N, qué fuerza se necesita aplicarle al mismo objeto para acelerarlo a 4m/s 2? A) 18N B) 16N C) 19N D) 20N E) 22N C w=peso F=fuerza aplicada Eje X w=peso 27. Su opinión era de que los objetos y la materia solo se podían desplazar siempre y cuando una forma de D ϴ Eje X 31. Si un cuerpo se acelera a razón de 8m/s 2 al aplicarle una fuerza de 48N, qué fuerza se necesita aplicarle al mismo objeto para acelerarlo 10m/s 2? A) 18N B) 36N C) 29N D) 50N E) 42N 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 23

24 32. Si un cuerpo se acelera a razón de 8m/s 2 al aplicarle una fuerza determinada, a una masa de 5kg qué aceleración llevará otro objeto de 4kg aplicando la misma fuerza? A) 10 m/s 2 B) 30 m/s 2 C) 20 m/s 2 D) 50 m/s 2 E) 40 m/s Si un cuerpo se acelera a razón de 6m/s 2 al aplicarle una fuerza determinada, a una masa de 3kg qué aceleración llevará otro objeto de 9kg aplicando la misma fuerza? A) 1m/s 2 B) 3 m/s 2 C) 2 m/s 2 D) 5 m/s 2 E) 4m/s La gravedad en Júpiter es de 23 m/s2 Cómo sería la masa y el peso de cierto objeto? A) La masa igual y el peso mayor que en la Tierra. B) El peso igual y la masa mayor que en la Tierra. C) El peso y la masa igual que en la Tierra. D) El peso igual y la masa mayor que en la Tierra. E) El peso y la masa diferentes que en la Tierra 35. Un auto lleva una velocidad inicial de 18km/h y alcanza una velocidad de 36km/h en un tiempo de 5 segundos. Qué fuerza promedio ejerció el motor para realizar ese cambio de velocidad? El auto tiene una masa de 1500 Kg. A) 1500N B) 3000N C) 4500N D) 3500N E) 2500N 36. Un jugador de fútbol patea un balón con un fuerza de 800N, con qué fuerza golpea el balón al jugador? A) 400N,en la misma dirección B) 500N, en sentido contrario C) 600N,en la misma dirección D) 700N, en sentido contrario E) 800N, en sentido contrario 37. Dos autos chocan de frente, el primer auto llevaba una velocidad de 180km/h y el segundo auto llevaba una velocidad de 60km/h, qué fuerza recibió el segundo auto? A) El doble de la fuerza del primero B) La mitad de la fuerza que recibió el primero C) Igual fuerza que recibió el primero D) El triple de fuerza que recibió el primero 38. Identifica, cuál de los siguientes incisos no es una fuerza? A) El peso B) La normal C) La masa D) La fricción E) La tensión 39. Un objeto pesa 25 N en el nivel del mar, donde g=9.8m/s2 cuál es su peso en el planeta Fubus donde la aceleración de la gravedad es 4.9 m/s 2. A) 25 N B) 12.5 N C) 75N D) 50 N 40. Sobre un bloque se aplica una fuerza horizontal de 40 N y se acelera a razón de 14 m/s², encuentra el peso del bloque. a) 240 N b) 30.8 N c) 280 N d) 30.8 kg e) 270 N 41. Un automóvil de 800 kg que parte del reposo alcanza una velocidad de 72 km/hr al final de 8 s, encuentra la magnitud de la fuerza implicada. a) 1600 N b) 2000N c) 2000 kg d) 1600 kg e) 1800 N 42. Sobre una caja de 45 N se aplica una fuerza horizontal de 15N. Calcula la aceleración de la caja. a) 3.26 m/s² b) 4.1 m/s² c) 4.1 m/s d) 2.75 m/s² e) 2.75 m/s² 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 24

25 43. Sobre un bloque de 8 kg se aplican dos fuerzas como se indica en la figura. Encuentra la aceleración del bloque. 16 N a) 1 m/s² b) 4.5 m/s² c) 2 m/s² d) 2.75 m/s² e) 2.75 m/s 44. Una caja de 49 N se desplaza horizontalmente por la aplicación de una fuerza de 20 N como se indica en la figura. Encuentra la aceleración de la caja. a) 3.1 m/s² b) 4.5 m/s² c) 2.9 m/s² d) 3.8 m/s² e) 3.6 m/s² 8 kg 49 N N Encuentra la tensión en los cables que sostienen un elevador de 500 kg, en los siguientes 3 problemas si: 45. Sube con una aceleración de 0.6m/s² a) 4900 N b) 5200 N c) 4600 N d) 5800 N e) 6400 N 46. Baja con una aceleración de 0.6m/s² a) 4900 N b) 5200 N c) 4600 N d) 5800 N e) 6499 N 47. Sube o baja con velocidad constante a) 4900 N b) 5200 N c) 4600 N d) 5800 N e) 6400 N Una cuerda que pasa por una polea sin fricción sostiene dos bloques de 9 kg y 15 kg, una en cada extremo. Calcula los siguientes 2 problemas: 48. La aceleración del sistema a) 3 m/s² b) 2 m/s² c) 2.45 m/s² d) m/s² e) 1.9 m/s² 49. La tensión en la cuerda a) N b) 200 N c) 130 N d) 1125 N e) 115 N 50. Una fuerza paralela al plano de movimiento de 250 N se utiliza para subir un tronco de madera de 45Kg de peso hacia arriba de un plano inclinado a 30 con la horizontal. Calcula la aceleración del tronco. a) 0.565m/s 2 b) 0.656m/s 2 c) 0.454m/s 2 d) 0.545m/s Un bobsled de 140Kg se desliza suavemente sobre una pista inclinada a un ángulo de 30 con la horizontal. Calcula la aceleración con la cual se desliza. a) 2.9 m/s 2 b) 3.9 m/s 2 c) 4.9 m/s 2 d) 5.9 m/s Una caja con envases de plástico de 24Kg se desliza suavemente sobre una banda inclinada a cierto ángulo con la horizontal y con una aceleración de 6.93m/s 2. Calcula el ángulo de inclinación del plano. a) 25 b) 30 c) 45 d) 60 e) Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 25

26 53. Cuál bloque de hielo tiene menor inercia? a) A b) B c) Igual d) No se sabe A B 54. Identifica de la figura siguiente, cuál carrito tiene menor aceleración. A a) 2ª. Ley de Newton b) 3ª. Ley de Newton c) 1ª. Ley de Newton d) Ley de la gravitación Universal 57. Ley de Isaac Newton que ejemplifica la figura del hombre y la mula. B C 55. Qué ley de Newton se aplica en la figura anterior? a) 2ª. Ley de Newton b) 3ª. Ley de Newton c) 1ª. Ley de Newton d) Ley de la gravitación Universal a) 2ª. Ley de Newton b) 3ª. Ley de Newton c) 1ª. Ley de Newton d) Ley de la gravitación Universal 56. Qué ley de Isaac Newton ejemplifica el siguiente dibujo? 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 26

27 58. La siguiente figura es un ejemplo de fuerzas: a) A distancia b) Por contacto c) Nuclear fuerte d) Nuclear débil 61. La siguiente figura es un núcleo atómico y por lo tanto es un ejemplo de fuerza: a) Gravitacional b) Por contacto c) Nuclear fuerte d) Electromagnética 59. La siguiente figura es un ejemplo de fuerzas: a) A distancia b) Por contacto c) Nuclear fuerte d) Nuclear débil 62. La siguiente figura del átomo de hidrógeno donde se muestra la interacción electrón-protón, es un ejemplo de fuerza: a) A distancia b) Por contacto c) Nuclear fuerte d) Nuclear débil 60. La siguiente figura es un ejemplo de fuerza: a) Gravitacional b) Por contacto c) Nuclear fuerte d) Electromagnética 63. En cuál de los siguientes casos existe mayor aceleración, si la fuerza aplicada tiene la misma magnitud? a m A F m m m m F m B F C 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 27

28 64. En cuál de los siguientes casos se debe aplicar menor fuerza para obtener la misma aceleración? a m m B a m A a m m m C 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 28

29 I.1. Fuerzas con fricción EXAMEN DIAGNÓSTICO DADOS TUS CONOCIMIENTOS PREVIOS DE FÍSICA, CONTESTA: 1. Qué es fuerza de fricción? 2. Para qué sirve la fuerza de fricción? 3. En qué cosas del medio donde vives se aplica la fuerza de la fricción? 4. Cómo se origina la fuerza de fricción? 5. Qué tipo de fuerzas de fricción conoces? 6. La fuerza de fricción trae beneficios o perjuicios a las aplicaciones tecnológicas? Reflexiona y haz tu propia conclusión. 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 29

30 USANDO TU LIBRO DE FÍSICA, INTERNET (CON PÁGINAS FIDEDIGNAS) O EL APÉNDICE, DEFINE CADA UNO DE LOS CONCEPTOS 1. Fuerza de fricción 2. Características de la fuerza de fricción 3. Fuerza de fricción estática 4. Coeficiente de fricción estática 5. Qué causa que un objeto no se mueva sobre una superficie? 6. En qué momento la fuerza de fricción estática es máxima? 7. Fuerza de fricción cinética 8. Coeficiente de fricción cinética 9. En qué instante existe la fuerza de fricción cinética? 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 30

31 10. Cuáles son las ventajas de la fuerza de fricción? 11. Cuáles son las desventajas de la fuerza de fricción? IDENTIFICA LAS FUERZAS EXISTENTES EN CADA FIGURA QUE SE ENCUENTRA A CONTINUACIÓN Y EL FUNDAMENTO DE SU EXISTENCIA. LAS FUERZAS SON: FUERZA DE GRAVEDAD, FUERZA DE UN RESORTE, TENSIÓN O FUERZA DE UN CABLE O CUERDA, FUERZA NORMAL, FUERZA DE FRICCIÓN Y RESISTENCIA DEL AIRE. Fuerzas presentes en un bloque que se desliza libremente y a velocidad constante sobre un plano inclinado: Fuerzas presentes en un bloque que se encuentra en reposo sobre un plano inclinado: Fuerzas presentes en un péndulo que oscila libremente: Fuerzas presentes en un péndulo en reposo: 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 31

32 Fuerzas presentes en un bloque que se mueve, choca y comprime un resorte: Fuerzas presentes en un bloque que se mueve sobre una superficie horizontal: Fuerzas presentes en un auto en reposo: Fuerzas presentes en un bloque sin movimiento sobre una superficie horizontal y comprime un resorte: Fuerzas presentes en una pelota lanzada en forma parabólica, mientras permanece en el aire: Fuerzas presentes en un auto en movimiento: 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 32

33 COMPLETA LA TABLA SOBRE LA PRESENCIA DE LA FRICCIÓN. LEE CON ATENCIÓN EL EJEMPLO. Le afecta la fricción No le afecta la fricción Conclusiones (positivamente ó negativamente) 1. Las llantas de un auto 2. El movimiento de la luna en torno a la Tierra 3. El motor de un auto 4. Un astronauta en el espacio 5. Las alas de un avión 6. Un asteroide en el espacio 7. El lanzamiento de una pelota de beisbol 8. Un rayo láser que usan pseudoaficionados para molestar a los jugadores en un estadio de fútbol. 9. Un delfín en el agua 10. La luz proveniente del Sol 11. Las aspas de un ventilador 12. Una nave espacial en viaje a Marte 13. Las botas de patinaje sobre hielo 14. La lima para uñas 15. Un bloque de hielo sobre concreto Si le afecta la fricción en ambas formas (+ y -) Si le afecta en forma positiva ya que con un buen agarre al piso, frenan el auto y negativamente porque se desgastan las llantas. 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 33

34 FUERZAS SOBRE UN CUERPO CON MOVIMIENTO EN UN PLANO HORIZONTAL (CON FRICCIÓN) 1. Se aplica una fuerza horizontal de 588N sobre una lancha Skyder de 1470N y se mueve con velocidad constante en un plano horizontal. Determina el coeficiente de fricción cinético. R=0.4 Y N=normal fk=fuerza de fricción F=fuerza X w=peso 2. Una fuerza horizontal mantiene el movimiento de una caja de madera de 100kg, con velocidad constante, sobre un piso horizontal de madera cuyo coeficiente de fricción cinético es de Calcula el valor de la fuerza. R=303.8N 3. Una fuerza horizontal de 424N mueve un bloque de acero de 980N, si el coeficiente de fricción entre el bloque y el piso horizontal es de 0.31, calcula la aceleración del bloque. R=1.2m/s 2 4. Del problema anterior calcula la aceleración si la fuerza horizontal fuera de 400N. R=0.96m/s 2 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 34

35 5. Una caja de plástico de 50kg se empuja horizontalmente a lo largo de una superficie horizontal por una fuerza de 147N. Si la caja se desliza con velocidad uniforme, calcula el coeficiente de fricción cinético. R= Del problema anterior y usando el coeficiente de fricción cinético encontrado, calcula la fuerza horizontal necesaria para acelerar la caja a razón de 1.06m/s 2. R=200N 7. Se aplica una fuerza horizontal de 800N sobre un auto compacto Lotus de 10780N. Si el coeficiente de fricción por rodadura es de 0.04, calcula la aceleración del carro. R=0.33m/s 2 8. Un bloque de 4kg con velocidad inicial de 0.8 m/s resbala sobre la cubierta horizontal de una mesa contra una fuerza de fricción de 7N. Calcula la distancia que recorrerá resbalando hasta que se detiene y el coeficiente de fricción cinético entre el bloque y la mesa. R=0.18m y Un auto híbrido (combustión interna-electricidad) de 600kg se mueve en un camino horizontal a 30m/s y se detiene al recorrer 70m. Determina la fuerza de fricción y el coeficiente de fricción cinético entre las llantas y el suelo. R= f k=3880.8n y μ k= El conductor de un auto Mazda, aplica los frenos al instante en que lleva una velocidad de 108km/h y se detiene en una distancia horizontal de 110m. Calcula el coeficiente de fricción cinético. R= Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 35

36 11. Una bola de boliche lleva una velocidad de 5m/s y rueda horizontalmente 60m hasta detenerse. Calcula el coeficiente de fricción por rodadura. R=0.02 Una caja de cierta masa es arrastrada sobre una superficie horizontal por una fuerza de 40N que jala a un ángulo de 30. Si el cuerpo se mueve con una aceleración de 1.2m/s 2 encuentra el valor del coeficiente de fricción cinético en los siguientes 4 casos: Y fk=fuerza de fricción N=normal ϴ F=fuerza aplicada X w=peso 12. Si la masa es de 10kg. R= μk = Si la masa es de 20kg R= μk = Si la masa es de 28.86kg. R= μk = 0 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 36

37 15. Si la masa es de 30kg, se moverá la caja? Una caja de 60kg se desliza con velocidad constante a lo largo de una superficie horizontal al aplicársele una fuerza de 90N que jala en forma inclinada a cierto ángulo. Determina el coeficiente de fricción cinético a los siguientes 6 ángulos: R= R= R= R= R= Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 37

38 R= Sobre un bloque de 120N jala una fuerza de 50N inclinada de 34 con la horizontal. Si el coeficiente de fricción cinético es de 0.4, calcula la aceleración de la caja. R= 0.38m/s Una caja de 68.6 N se desliza horizontalmente al aplicarle una fuerza inclinada a 30 que jala con respecto a la horizontal. Si la caja se mueve con velocidad uniforme y el coeficiente de fricción cinético es de 0.4, calcula la fuerza aplicada. NOTA: Requiere el conocimiento de saber resolver 2 ecuaciones con 2 incógnitas. R=25.7N 24. Un bloque de 10kg se desliza con velocidad constante sobre una superficie horizontal al aplicar una fuerza que jala inclinada de 60 con la horizontal. Si el coeficiente de fricción cinético es 0.3, calcula la fuerza inclinada. Nota: este ejemplo requiere un poco más de tiempo y destreza para resolver dos ecuaciones con 2 incógnitas. R= 38.7N 25. Una fuerza de 400N empuja a un θ=50 una caja de 25kg. Partiendo del reposo la caja alcanza una velocidad horizontal de 2 m/s en 4 segundos. Calcula el coeficiente de fricción cinético entre la caja y el piso. R= Del problema anterior, determina el coeficiente de fricción cinético si la fuerza de 400N empuja a un ángulo de 55. R= Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 38

39 27. Una fuerza de 50N empuja a un ángulo de 40 un bloque de 7kg, sobre una superficie horizontal con velocidad uniforme. Determina el coeficiente de fricción cinético. R= Del problema anterior determina el coeficiente de fricción cinética si la fuerza de 50N empuja a un ángulo de 30. R= 0.42 FUERZAS SOBRE UN OBJETO CON MOVIMIENTO EN UN PLANO INCLINADO (CON FRICCIÓN) 1. Un cuerpo de 20kg se desliza hacia abajo por un plano inclinado a 40 con la horizontal. Si el coeficiente de N=normal fricción cinético es de Calcula la aceleración. R=4.5m/s 2 fk=fuerza de fricción θ wx=peso en dirección x w=peso wy=peso en dirección y 2. Un esquiador de 70kg se desliza hacia abajo por una pendiente de 36. Si el coeficiente de fricción cinética es de 0.14, encuentra la aceleración. R=4.65m/s 2 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 39

40 3. Una caja metálica de 5kg se desliza hacia abajo por un plano inclinado a 50 con la horizontal. Si el coeficiente de fricción cinético es 0.3, encuentra la aceleración. R=5.6m/s 2 4. Un bloque de 10kg se desliza con velocidad constante sobre una rampa de 28.6, determina el coeficiente de fricción cinética. R= Una caja de metal de 20kg se desliza con velocidad constante sobre una tabla inclinada a 26. Determina el coeficiente de fricción cinética. R= μk = Una caja de 20kg en reposo sobre un plano inclinado a 30, se comienza a deslizar hacia abajo, si el coeficiente de fricción cinético es 0.3, calcula la aceleración de la caja. R= a= 2.35m/s 2 7. Una caja de 12kg se suelta desde la parte más alta de un plano inclinado de 5 metros de longitud y que forma un ángulo de 40 con la horizontal. La fuerza de fricción es de 60N, la cual impide el libre movimiento de la caja. Determina: la aceleración de la caja, el tiempo en alcanzar la base del plano y el coeficiente de fricción cinético. R= 1.3m/s 2, 2.8s y Un niño se desliza con velocidad constante sobre un resbaladero que tiene una inclinación de 10. Calcula el coeficiente de fricción cinético entre el resbaladero y el niño. R= Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 40

41 9. Sobre un cuerpo de 50kg que se encuentra sobre un plano inclinado a 28, se aplica una fuerza de 140N paralela al plano, para subir tal cuerpo a una aceleración de 0.8m/s 2. Calcula el coeficiente de fricción cinético. R=0.32 fk=fuerza de fricción Eje x Eje y N=normal ϴ m F=fuerza aplicada w=peso 10. Sobre un bloque de 50kg que se encuentra sobre un plano inclinado a 40, se aplica una fuerza de 140N paralela al plano, para subir tal cuerpo a una aceleración de 0.8m/s 2. Calcula el coeficiente de fricción cinético. R= 11. Calcula la fuerza paralela al plano que se requiere para que un cuerpo de 294N suba por un plano inclinado a 28 y con un MK =0.2, en los siguientes casos: a. Con velocidad uniforme F=190N b. Con aceleración de 1.6 m/s 2 F=238N 12. Una fuerza de 383N empuja paralelamente una caja de 25kg sobre un plano inclinado a 40 con una aceleración de 0.75 m/s 2. Calcula el coeficiente de fricción cinética entre la caja y el plano. R= Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 41

42 13. En un plano inclinado experimental a 30 con la horizontal se logra un µ k = y el plano soporta una caja de 15kg con una fuerza aplicada paralelamente al plano que la va a deslizar. Determina la magnitud de tal fuerza si la caja se mueve: a. Hacia arriba con una aceleración de 1.2 m/s 2.R=92N b. Hacia abajo con una aceleración de 1.2m/s 2.R=56N 14. Un plano inclinado que forma un ángulo de 25, tiene un bloque de 30kg y se jala hacia arriba con una fuerza de 196N paralela al plano. Calcula la distancia que recorre el bloque en 2 segundos partiendo del reposo, si el µk=0.2. R=1.23m 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 42

43 Subraya la respuesta correcta: 1. Fuerza que tiene su origen en la rugosidad o irregularidad de las superficies en contacto, paralela a la superficie y que se opone al deslizamiento de un cuerpo sobre otro. a) Masa b) Peso c) Fuerza normal d) Fuerza de fricción e) Fuerza de gravedad 2. Aquella que se opone al movimiento entre dos superficies en contacto. a) Peso b) Fuerza normal c) Fuerza de fricción d) Fuerza de gravedad e) Fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, 3. Fuerza que ejerce la superficie sobre un cuerpo que se desliza o está en reposo sobre ella y que actúa perpendicularmente a la superficie. f) Masa g) Peso h) Fuerza normal i) Fuerza de fricción j) Fuerza de gravedad 4. Se define como la relación de la fuerza de fricción estática máxima y la fuerza normal. a) Coeficiente de fricción cinético b) Coeficiente de fricción estática c) Angulo de deslizamiento uniforme. d) Fuerza de fricción 5. En qué instante es máxima la fuerza de fricción estática? a) Cuando inicia su movimiento b) Justo antes de iniciar el movimiento c) Cuando termina su movimiento d) Cuando está en movimiento 6. Se define como la relación de la fuerza de fricción cinética y la fuerza normal. a) Coeficiente de fricción cinético AUTOEVALUACIÓN b) Coeficiente de fricción estática c) Angulo de deslizamiento uniforme. d) Fuerza de fricción 7. Angulo de inclinación de un plano inclinado para el cual un cuerpo se desliza hacia abajo con velocidad constante. a) Coeficiente de fricción cinético b) Coeficiente de fricción estática c) Angulo de deslizamiento uniforme. d) Fuerza de fricción e) Angulo de reposo 8. Ángulo de inclinación de un plano inclinado para el cual un cuerpo que se encuentra en su parte alta en reposo está a punto de iniciar su movimiento. a) Coeficiente de fricción cinético b) Coeficiente de fricción estática c) Angulo de deslizamiento uniforme. d) Fuerza de fricción e) Angulo de reposo 9. Ejemplo de una desventaja de la fuerza de fricción. a) El frenado de un auto en caso de emergencia. b) El desgaste de un motor de combustión. c) La aceleración de un atleta que corre 200m planos. d) El aumento de velocidad de un avión en la pista de despeje. 10. Si los bloques de la figura se encuentran sobre una superficie horizontal con fricción y son jalados por una fuerza que se aplica en forma paralela al plano, sobre qué bloque existirá mayor fricción? 1. Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 43 A B

44 a) Sobre A b) Sobre B c) Igual fricción ya que ésta no depende del peso d) No se puede describir 11. Una fuerza horizontal de 80 N se aplica sobre un bloque de 50 kg, que se desliza horizontalmente con velocidad uniforme. Encuentra el coeficiente de fricción cinético. a) 0.2 b) 0.31 c) 0.16 d) 0.12 e) Sobre un bloque de 60 N se aplica una fuerza horizontal de 38 N. Si el coeficiente de fricción cinético es 0.4, encuentra la aceleración horizontal del bloque. a) 2.3 m/s² b) 1.6 m/s² c) 2.9 m/s² d) 3 m/s² e) 0.9 m/s² 13. Sobre una caja de 20kg se aplica una fuerza horizontal que la acelera sobre un piso horizontal a razón de 0.75 m/s², si el coeficiente de fricción cinético es 0.2, encuentra la magnitud de la fuerza aplicada. a) 54.2 N b) 39.2 N c) 60.7 N d) 48.6 N e) 70 N 14. Sobre un bloque de 5 kg se aplica una fuerza de 20 N inclinada 20º con respecto a la horizontal y se desliza horizontalmente con velocidad constante. Encuentra el coeficiente de fricción cinética. a) 0.3 b) 0.21 c) 0.44 d) 0.5 e) Una fuerza de 80 N a un ángulo de 30º con la horizontal empuja a un bloque de 50 kg,en forma horizontal, si el coeficiente de fricción cinética es Encuentra la aceleración del bloque. a) 0.17 m/s² b) 0.11 m/s² c) 0.13 m/s² d) 0.25 m/s² e) 0.30 m/s² 16. Sobre un bloque de 70 N, se aplica una fuerza que jala con 40 N inclinada a 30º con la horizontal, si la aceleración horizontal del bloque es de 1.6 m/s², encuentra el coeficiente de fricción cinética. a) 0.46 b) 0.51 c) 0.39 d) 0.6 e) Un bloque de 40 N se jala con una fuerza inclinada a 35º con la horizontal y se desliza horizontalmente con una aceleración de 1.2 m/s² si el coeficiente de fricción cinético es 0.4. Encuentra la magnitud de la fuerza aplicada. a) 30 N b) 20 N c) 18 N d) 27 N e) 25 N 18. Un bloque de 90 N se desliza hacia abajo con una velocidad constante con por un plano inclinado a 24º con la horizontal. Encuentra el coeficiente de fricción cinético. a) 0.36 b) 0.51 c) 0.6 d) 0.44 e) Un bloque de 20 kg se desliza hacia abajo por un plano inclinado 28º con la horizontal. Si el coeficiente de fricción cinético es 0.28, encuentra la aceleración del bloque. a) 1.7 m/s² b) 2.18 m/s² c) 2.9 m/s² d) 3.5m/s² e) 4 m/s² Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 44

45 Una caja de 8 kg se encuentra sobre un plano inclinado de 40º con la horizontal, si el coeficiente de fricción cinética es 0.4, encuentra la fuerza paralela al plano que se le requiere aplicar para que suba en los siguientes 2 casos: 20. Con una aceleración de 1.4 m/s² a) 90 N b) 120 N c) 85.6 N d) 74.4 N e) 100 N 21. Con velocidad constante. a) 90 N b) 80 N c) 120 N d) 70 N e) 74.4 N Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 45

46 I.2. Estática DEFINE CADA UNO DE LOS CONCEPTOS, USANDO TU LIBRO DE TEXTO 1. Estática 2. Características de equilibro estático de los cuerpos 3. Características de equilibro dinámico de los cuerpos 4. 1ª. Condición de equilibrio 5. Fuerzas coplanares 6. Fuerzas coplanares 7. Fuerzas concurrentes 8. Fuerza equilibrante Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 46

47 RESUELVE LOS SIGUIENTES PROBLEMAS: 1.-Determina la tensión en las cuerdas T 1 y T 2, si soportan una caja de 10kg. T 1=T 2=76.23 N Un bloque de 50N se sostiene por los cables T 1 y T 2, determina, su tensión. T 1 y T 2 = 32.6 N T 1 T 2 T 1 T 2 50N 3.-Un cuerpo de 30kg se sostiene por dos cuerdas T 1 y T 2. Calcula la fuerza o tensión en T 1 y T 2. T 1 = 210 N T 2= N 4.-Un bloque de 980 N se sostiene por 2 cables T 1 y T 2. Calcula la tensión en tales cables. T 1 = 727 N T 2 = 387 N T 1 T 2 T 1 T 2 Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 47

48 5.-Un anuncio publicitario de 40kg está sosteniendo del extremo de una barra y está a su vez por una cuerda. Calcula la tensión en la cuerda y en la barra. T 1 =610 N T 2 = N 50 T 1 6.-Calcula la tensión en el cable que soporta una viga de 20kg. T 1 =226.3 N T 2 =113 N T 1 T 2 P C T Calcula la fuerza en los cables T 1 y T 2 si soportan un peso de 1960 N. T1 = N T2 = N Un cuerpo de 100 N está suspendido por dos cables, determina la tensión en los cables T 1 y T 2. T 1= 83.9 N T 50 2=130.5 N T 1 T 2 T 1 T Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 48

49 9.-Un cuerpo de peso desconocido está suspendido por unos cables cuyas fuerzas son respectivamente T 1=150 N y T 2=200 N, calcula el valor del peso (w). W= 260 N 10.-Calcula el peso de la esfera si el bloque de 20 N está en reposo (no se mueve). No consideres la fricción. W=115 N T T Calcula el peso del cilindro en la figura si T 1=T 2=80 N. W=41.92 N 12.- Calcula T 1 y T 2, si W=540 N T 1 60 T T 2 25 T 2 70 Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 49

50 AUTOEVALUACIÓN SUBRAYA LA RESPUESTA CORRECTA: 1. Rama de la física y parte de la dinámica que estudia de los cuerpos que se encuentran en equilibrio. a) Cinemática b) Dinámica c) Estática d) Mecánica 2. Nombre que reciben las fuerzas que están en un mismo plano. a) Inercia b) Fuerzas concurrentes c) Fuerzas coplanares d) Peso e) Fuerza 3. Nombre que reciben las fuerzas que actúan o pasan sobre un mismo punto. a) Inercia b) Fuerzas concurrentes c) Fuerzas coplanares d) Peso e) Fuerza 4. Es cuando la FR=0 o nula: a) El cuerpo está en reposo b) El cuerpo está con velocidad constante c) El cuerpo está con aceleración constante d) a y b son correctas 5. Si ΣFx=0 y ΣFy=0 en un cuerpo: e) El cuerpo está en reposo f) El cuerpo está con velocidad constante g) El cuerpo está con aceleración constante l) Dinámico m) Estático n) Cinético o) Cinemática 8. Es aquella fuerza que tiene la misma magnitud y dirección, pero sentido contrario a la fuerza resultante. a) Fuerzas concurrentes b) Fuerzas coplanares c) Fuerza de fricción d) Fuerza equilibrante 9. Un cuerpo se encuentra en equilibrio traslacional si la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es nula. a) Fuerzas concurrentes b) Fuerzas coplanares c) Primera condición de equilibrio d) Fuerza de fricción e) Fuerza equilibrante 10. Un bloque de 8163kg, está suspendido por dos cables como se indica en la figura. Encuentra la tensión en el cable B a) N b) N c) N d) N e) N 50 A 8163kg B Si un objeto está en reposo es el caso: h) Dinámico i) Estático j) Cinético k) Cinemática 7. Si un objeto está en movimiento rectilíneo uniforme es el caso: Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 50

51 Un bloque de 100Kg está suspendido por dos cables como se indica en la figura, calcula los siguientes 2 problemas. 11. Encuentra la tensión en el cable B a) 400 N b) 780 N c) 387 N d) 360 N e) 727 N A B 12. Encuentra la tensión en el cable A a) 780 N b) 387 N c) 400 N d) 727 N e) 360 N 13. Una caja de 70 kg está sostenida del extremo de una barra horizontal, como se indica en la figura. Suponiendo despreciable el peso de la barra, encuentra la tensión en el cable A: a) 1400 N b) 1200 N c) 1400 N A d) 1188 N e) 1372 N barra Encuentra la tensión en el cable B a) 899 N b) 960 N c) 1305 N d) 1460 N e) 643 N 15. Encuentra la tensión en el cable A a) 839 N b) 960 N c) 1305 N d) 1460 N e) 643 N 16. Una placa de 60 N está colgada de un poste como se indica en la figura. Encuentra la tensión en el cable A a) N b) 69.2 N c) 120 N d) 140 N e) 100 N A 30 70kg Un cuerpo de 1000 N está suspendido por unos cables como se indica en la figura. 60N 50 B A 1000N Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 51

52 CON TODO EL APRENDIZAJE ADQUIRIDO LLENA LOS ESPACIOS DEL DIAGRAMA, CON DESCRIPCIONES, DEFINICIONES, EJEMPLOS, FÓRMULAS, TUS PALABRAS CLAVES, ETC. FUERZAS TIPOS LEYES DE NEWTON DINÁMICA A DISTANCIA NUCLEARES PRIMERA SEGUNDA TERCERA TRASLACIONAL ESTÁTICA POR CONTACTO ELECTROMAGNETICAS MOVIMIENTO ACELERADO MOVIMIENTO CON VELOCIDAD CONSTANTE EN REPOSO CON FRICCIÓN SIN FRICCIÓN PLANO HORIZONTAL PLANO INCLINADO FUERZA PARALELA AL MOVIMIENTO SUBE MEDIANTE UNA FUERZA FUERZA INCLINADA CON RESPECTO AL PLANO BAJA POR SU PROPIO PESO Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 52

53 APÉNDICE Sobre la crítica a Aristóteles acerca de la idea del movimiento Biografía de Isaac Newton Video e información de la Primera Ley de Newton Video y prácticas de la Segunda Ley de Newton Video y ejemplos de la Tercera Ley de Newton Presentación de estática Ing. Jaime Lomelí Cervantes Página 53