Fuerzas y movimiento. 2,3,4,5,7,8,9,10,1 1,13,14,15,16,17, 18,24ª,26 (gráfica y analíticamente), 27,28,30,31,32,34,35

Transcripción

1 Fuerzas y movimiento 2,3,4,5,7,8,9,10,1 1,13,14,15,16,17, 18,24ª,26 (gráfica y analíticamente), 27,28,30,31,32,34,35

2 2 F= k*δl F = 50N/m*0,1m= 5N

3 3 Se mueven hacia delante mientras no actúe fuerza sobre ellos que les frene. El cinturón de seguridad, les proporciona esa fuerza e impide que salgan lanzados. Primera ley de la dinámica: Principio de inercia

4 4 La fuerza resultante es 0N, ya que no varía su velocidad. Actúan fuerzas sobre el coche, como su peso o el rozamiento con e aire, pero el peso lo equilibra el suelo y el rozamiento con el aire lo equilibra la fuerza con la que se impulsa el coche en el roce de las ruedas con el suelo.

5 5 a) El movimiento del ciclista es rectilíneo y variado, ya que la gráfica s-t es una curva, su pendiente no es constante, y por tanto, el módulo de la velocidad varía b) Sí, puede asegurarse que hay fuerza resultante.

6 7 F= m*a F= 1000*2,5 F=2500N F= m*a F= 1000*1,25 F=1250N

7 8 P=mg P= 50 kg*9,8 m/s2 =490N

8 9 a) F=m*a a coche= F/m a coche= N/1000 Kg a coche=-1m/s2 a camión= F/m a camión= N/2000 Kg a camión = - 0,5 m/s2 b) V0= 72 km/h=20m/s V1= 0 m/s Coche V1= V0 +at 0= 20 m/s -1m/s2*t -20/-1=t t= 20s Camión V1= V0 +at 0= 20 m/s -0,5m/s2*t -20/-0,5=t t= 40s

9 10 a) La fuerza resultante para poder arrancar el palé del suelo debe ser hacia arriba. Como el peso tira el palé hacia abajo, la fuerza de la grúa debe ser superior a 3000N hacia arriba. De esa forma aumentará la velocidad hacia arriba. b) Una vez que ya lleve la velocidad deseada la fuerza resultante debe ser 0N. Por tanto, la grúa debe hacer una fuerza igual al peso de 3000N.

10 11 R= R = 8,06N

11 13 Debe crear una fuerza cuya reacción le empuje hacia la nave, por ejemplo, un chorro de aire expulsado en sentido contrario al que se quiere desplazar. 3er principio de la dinámica. Principio de acción y reacción

12 14 La escopeta hace una fuerza sobre el perdigón que hace que salga lanzado, y el perdigón le devuelve una fuerza igual, pero de sentido contrario, a la escopeta. Como la escopeta tiene mucha más masa, su aceleración será menor y por eso sale más despacio que el perdigón. 3ª ley de la dinámica F=ma

13 15 Al salir el aire del globo, este se mueve en sentido contrario a la del aire que sale de él. El globo, al comprimirse la goma, expulsa el aire que tiene dentro y, de acuerdo con el 3er principio de la dinámica, el globo se mueve en sentido contrario.

14 16 A) Datos: m=150 kg V0= 90 km/h= 25 m/s F=75N t=10s Realiza un diagrama de fuerzas de escala 1cm:200N Eje vertical: P=N= m*g = 150 kg*9,8 m/s2 1470N*1 cm/200n=7,35 cm P=N=1470N Eje horizontal: F=75N 1cm:200N 75N* 1cm/200N= 0,375 cm Fuerza con el mismo sentido que la velocidad F=m*a; a=0,5 m/s2 V1= V0+a*t V1= V0 + a*t V1= ,5*10 V1= 30 m/s B) Datos: m=150 kg V0= 90 km/h= 25 m/s F= - 75N t=10s Realiza un diagrama de fuerzas de escala 1cm:200N Eje vertical: P=N= m*g = 150 kg*9,8 m/s2 P=N=1470N 1470N*1 cm/200n=7,35 cm Eje horizontal: F= - 75N 75N* 1cm/200N= 0,375 cm Fuerza con sentido contrario a la velocidad F=m*a; a=-0,5 m/s2 V1= V0-a*t V1= V0 - F/m*t V1= 25 0,5*10 V1= 20 m/s

15 17 En la primera gráfica varía la velocidad de manera uniforme ya que hay una aceleración constante que corresponde a la pendiente de la recta. y = mx+b V1= at+v0 La 2ª y 3ª gráfica: presentan una pendiente que implica una aceleración por lo tanto existe una fuerza resultante.

16 18 Para aumentar el rozamiento entre las ruedas y el suelo. Así el coche no se deslizará y se podrá controlar µ: coeficiente de rozamiento Ff= µ*n

17 24a a) Está actuando una fuerza resultante en los gráficos 2 y 4 ya que en la gráfica se puede observar una aceleración constante. b) 1er gráfico corresponde a un MRU En el primero se observa que por cada unidad de tiempo el móvil recorre más distancia, eso indica que hay una variación de la velocidad y por lo tanto una aceleración. 3er gráfico el móvil está parado. En el 4º gráfico se observa que la pendiente de la recta es positiva y está corresponde a la aceleración constante provocada por una fuerza resultante.

18 26 DATOS: F1= 10N F2=10N = 90º m=40 kg a =? 1cm:2N 10N *1cm/2N= 5cm F1 2 + F2 2 = R 2 a 2 + b 2 = R R = R = 14,14N Comp: 14,14N* 1cm/2N= 7,7cm R = F= m*a a= R/m= 14,14N/40 kg a= 0,35 m/s 2

19 27 Aparece una fuerza sobre la barca con sentido contrario al muelle. Aparece sobre la persona otra fuerza pero con sentido de abandonar la barca, hacia el muelle. La fuerza sobre la barca hace que ésta se aleje de la orilla.

20 28 Datos: m=1000 kg Situación 1: a= 3 m/s2 V0= 0 m/s V1= 90 km/h Situación 2: V= 90 km/h Situación 3: V0= 90 km/h=25 m/s V1= 72 km/h= 20 m/s t=2,5s a) En la primera situación la fuerza resultante es: F=m*a F= 1000*3 F=3000 N b) En la segunda situación el vehículo sigue un movimiento rectilíneo uniforme MRU, va con velocidad constante. Como hay una ausencia de aceleración, esto implica que la fuerza resultante es 0N. Los vectores F y Ff tienen la misma intensidad, el mismo módulo pero con sentido contrarios en una misma dirección horizontal. c) Primero buscamos la aceleración mediante la fórmula V1= Vo +at. Una vez hallada la aceleración, aplicaremos la fórmula del 2º principio de la dinámica: F=ma. El dato del tiempo=2,5s lo sacamos del gráfico. V1= Vo +at 20 = 25 +a*2,5 (20-25)/2,5= a a= -2 m/s2 F=ma F= 1000*(-2) F= N d) El coche va en equilibrio en la situación 2. R= F-Ff= 0N, por la tanto velocidad contante. e)

21 30 Datos: m=300 kg Vo=72 km/h=20 m/s F= - 900N So= 0 m V1= 0 m/s F=ma -900N= 300kg*a a= -3 m/s V1= Vo+at 0m/s= 20 m/s - 3 m/s2*t -20/-3=t t= 6,67 s S1= So +Vot+1/2at S1= 0m+20m/s*6,67s + ½*(-3 m/s2)*6,67s S1= 66,67m R: Se detiene antes de llegar al semáforo

22 31 (Caso en plano horizontal) a) En ambos casos la fuerza resultante es de 0N ya que lleva un movimiento rectilíneo uniforme, es decir, va con velocidad constante. b) 1ª situación la Ff= -2N; 2ª situación la Ff= -20N c) Si m P N Ff P=m*g N=P Ff= N*µ

23 32 a) Está en reposo porque su velocidad es 0 m/s y en equilibrio ya que la resultante de la composición de fuerzas que actúan sobre ella es 0N. b) Las fuerzas que actúan sobre la persona son el Peso y la fuerza de empuje del agua para equilibrarla. Ambas vectores tienen el mismo módulo que siguen la misma dirección pero sentidos contrarios c) P= mg= 60*9,8= 588N P=E= 588N 1cm:100N 588N*1cm/100N= 5,88cm

24 34 a) Si aplica pesos conocidos en el extremo de la goma y va apuntado el alargamiento que provoca cada peso, podrá hacer una tabla de datos y observar que el cociente de la división entre el peso y el alargamiento permanece constante. Este dato implicará que existe una proporcionalidad entre el peso y el alargamiento (llamada constante elástica). b) Si realizamos una gráfica F-L con los valores anteriores y estos definen una recta, podremos usar ese cuerpo elástico como dinamómetro. Si los valores recopilados no responden a la representación de una recta en el gráfico, no podremos utilizar ese cuerpo elástico como dinamómetro,

25 35 a) V0= 0,025 m/s V1= 0,05 m/s t=2s V1=V0+at 0,05=0,025+a2 a=0,0125 m/s2 F=ma F= 1kg*0,0125m/S2 F= 0,0125 N En los siguientes segundos el paquete se mueve con velocidad constante así que el valor de la fuerza resultante es 0N.