Instituto San Marcos FISICA 5° Año Soluciones Práctico N° 6 Leyes de Newton Docente responsable: Fernando Aso 1) Si sobre un cuerpo la resultante es nula, ¿Qué se puede decir acerca del estado de movimiento de ese cuerpo? Que el cuerpo está en reposos o moviéndose a velocidad constante. 2) ¿Qué relación existe entre la fuerza ejercida sobre un cuerpo y la aceleración que adquiere? La aceleración que adquiere el cuerpo será directamente proporcional a la magnitud de la fuerza. 3) ¿Qué establece la segunda ley de Newton si se ejercen varias fuerzas sobe un cuerpo? Que la resultante de las fuerzas, o fuerza neta, es igual al producto de la masa del sistema por la aceleración del sistema. 4) El peso de un cuerpo apoyado y la fuerza normal que ejerce el plano de apoyo ¿son un par de interacción? No, ya que ambos están aplicados sobre el mismo cuerpo y provienen de dos interacciones distintas. La normal proviene de la interacción del cuerpo con la superficie sobre la que está apoyado y el peso proviene de la interacción del cuerpo con la Tierra. 5) Las fuerzas de un par de interacción ¿se equilibran entre sí? ¿Por qué? No pueden equilibrarse entre si ya que están aplicadas en cuerpos distintos. Para que dos fuerzas de anulen deben tener igual magnitud y sentido y poseer un punto de aplicación común. 6) ¿Qué relación existe entre las intensidades de las fuerzas de un par de interacción? Ambas tienen igual intensidad 7) Indicar si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. Si son falsas, expliquen por qué o den un contraejemplo.

V a) No es necesaria ninguna fuerza para que un cuerpo mantenga constante la velocidad. F b) Sobre un cuerpo se ejerce una fuerza y el cuerpo adquiere una aceleración “a”. Si se duplica la intensidad de la fuerza, la velocidad se duplica. c) Sobre un cuerpo de masa m se ejerce una fuerza F y adquiere una aceleración a. Si la masa del F cuerpo se reduce a la mitad, la aceleración se reduce a la mitad. F d) Sobre un cuerpo de masa m se ejerce una fuerza F y adquiere una aceleración a. Si la intensidad de la fuerza aumenta al triple y la masa se reduce a la mitad, la aceleración aumenta seis veces. 8) Una motocicleta de 200 kg de masa se mueve a 10 35

m . En cierto instante, acelera y aumenta la velocidad a seg

m en 8 seg. ¿Cuál es la fuerza media ejercida en ese intervalo de tiempo? seg Δv v f − vi a= = t t m m m 35 − 10 25 m seg seg seg a= = = 3,125 8seg 8seg seg 2 F = m⋅a F = 200kg ⋅ 3,125

m seg 2

F = 625 N 9) Se levanta mediante una polea y una soga un piano hasta un primer piso, el piano tiene una masa de 150 kg y la fuerza aplicada en la soga para levantarlo es de 2000N. ¿Cuál será la aceleración con la que es elevado el piano?

F = m⋅a F m 2000 N a= 150kg  m a = 13,3 seg 2

a=

Instituto San Marcos FISICA 5° Año Soluciones Práctico N° 6 Leyes de Newton Docente responsable: Fernando Aso 10) Calcular cuál sería el peso de cada uno de Uds. en la Luna, teniendo en cuenta que su masa es numéricamente m . igual al peso que les indica la balanza y la gravedad de la Luna es aproximadamente 1,7 seg 2 Supongamos que la masa es de 60kg

P = m⋅ g

P = m⋅ g

PLuna = m ⋅ g Luna

PTierra = m ⋅ gTierra

PLuna = 60kg ⋅1, 7

m seg 2

PLuna = 102 N

PTierra = 60kg ⋅ 9,8

m seg 2

PTierra = 588 N

11) Un niño arrastra un camión de 4 kg con una fuerza constante y horizontal de 20 N. ¿Cuál es la aceleración del camión? F = m⋅a F a= m 20 N a= 4kg m a=5 seg 2 m 12) Una persona de 70 kg de masa patina con una velocidad constante de 5 . En cierto instante, es empujada por seg otra persona que ejerce una fuerza constante de 100 N en la dirección y el sentido de la velocidad. a) ¿Qué aceleración adquiere? F = m⋅a F a= m 100 N a= 70kg m a = 1, 428 seg 2 b) ¿Qué velocidad tiene al cabo de 5 seg? v f = vi ± a ⋅ t

m m + 1, 428 ⋅ 5seg seg seg 2 m m vf = 5 + 7,142 seg seg m v f = 12,142 seg vf = 5

13) En un lago congelado hay dos niños: Juan, de 40 kg, y Francisco, de 30 kg, que están patinando. En cierto instante en que están detenidos Juan empuja a Francisco quien, debido al envión, recorre 10 m en 4 seg. a) Suponiendo que el movimiento de Francisco es MRUV, ¿Con qué aceleración se mueve? 1 x f = xi ± vi ⋅ t ± a ⋅ t 2 2 1 xf = a ⋅t2 2 2⋅ xf a= 2 t 2 ⋅10m a= 2 ( 4seg )

a=

20m 16seg 2

aFrancisco = 1, 25

m seg 2

Instituto San Marcos FISICA 5° Año Soluciones Práctico N° 6 Leyes de Newton Docente responsable: Fernando Aso b) ¿Qué Fuerza ejerció Francisco? FSobreFrancisco = mFrancisco ⋅ aFrancisco FSobreFrancisco = 30kg ⋅1, 25

m seg 2

FSobreFrancisco = 37,5 N

c) Con respecto a Juan, ¿qué fuerza se ejerció sobre él? ¿permanece en reposo? FSobreJuan = − FSobreFrancisco

FSobreJuan = −37,5 N No permanece en reposo, tiene una aceleración de: F aJuan = SobreJuan mJuan aJuan =

−37,5 N 40kg

aJuan = 0,9375

m seg 2

14) Se apoyan dos cajas que pesan 5 kg cada una sobre el piso, una junto a la otra. Se empuja la caja 1 con una fuerza de 20 N como indica la figura (considerar despreciable el rozamiento). a) ¿Con que aceleración se mueve cada caja?

F=20

5kg

5kg

F m 20 N a= 10kg m a=2 seg 2 a=

b) Calculen la intensidad de la fuerza que ejerce la caja 1 sobre la caja 2 F = m⋅a m F = 5kg ⋅ 2 seg 2 F = 10 N 15) Un niño de 20 kg empuja a otro de 30 kg con una fuerza de 10N. ¿Qué aceleración adquiere cada uno debido a esa fuerza? F F a30 kg = a20 kg = m m −10 N 10 N a30 kg = a20 kg = 30kg 20kg  m m a30 kg = 0,3 a20 kg = −0,5 2 seg seg 2

16) Cuando un botero desea alejarse de la orilla es habitual que desde el bote empuje con el remo la tierra firme. Expliquen por qué mediante este mecanismo puede lograr su cometido.

El botero aplica a través del remo una fuerza sobre la tierra y la tierra le aplica una fuerza igual y opuesta haciendo que el bote deslice sobre el agua y se aleje de la tierra.

Instituto San Marcos FISICA 5° Año Soluciones Práctico N° 6 Leyes de Newton Docente responsable: Fernando Aso 17) En un lago congelado una persona ubicada en un trineo azul intenta separar a otro trineo de color rojo que esta a 1m. Lo empuja con una barra y observa que el trineo donde esta ubicado se desplaza 3m en 2 seg. Supongan que el movimiento realizado es MRUV y que las masas de los trineos y personas son mazul = 60kg , mrojo = 20kg . a) Calcular la aceleración del trineo azul. 1 x f = xi ± vi ⋅ t ± a ⋅ t 2 2 1 xf = a ⋅t2 2 2⋅ x aazul = 2 f t 2 ⋅ 3m aazul = 2 ( 2seg )

6m 4 seg 2 m aazul = 1,5 seg 2 b) Calcular la fuerza que hace mover a cada trineo. FAzul = mAzul ⋅ a Azul FRojo = − FAzul m FAzul = 60kg ⋅1,5 FRojo = −90 N seg 2 FAzul = 90 N aazul =

c) Calcular el desplazamiento del trineo rojo luego de 2 seg.

aRojo = aRojo =

FRojo mRojo −90 N 20kg

aRojo = −4,5

m seg 2

1 x f = xi ± vi ⋅ t ± a ⋅ t 2 2 m m 1 2 x f = 0m − 0 ⋅ 2 seg − 4,5 ⋅ 2 seg ) 2 ( seg seg 2 m 1 x f = − 4,5 ⋅ 4 seg 2 seg 2 2 x f = −9m