domingo, 4 de noviembre de 2012

PRIMERA PARTE DEL TEMA 3 DE FISICA (4º ESO)



TEMA 3: FUERZAS (PARTE 1).
1.     LAS FUERZAS Y SU EQUILIBRIO.
2.     EFECTO DEFORMADOR DE LAS FUERZAS: LEY DE HOOKE.
3.     LAS LEYES DE NEWTON.
4.     APLICACIONES DE LAS LEYES DE NEWTON.
5.     CUERPOS EN EQUILIBRIO: MÁQUINAS SIMPLES.
6.     FUERZAS GRAVITATORIAS:
6.1.         LEYES DE KEPLER.
6.2.         LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL.
6.3.         EL PESO DE LOS CUERPOS.

1.     LAS FUERZAS Y SU EQUILIBRIO
SE DEFINE FUERZA, COMO TODA ACCIÓN CAPAZ DE ALTERAR EL ESTADO DE REPOSO O DE MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS, O DE PRODUCIR EN ELLOS ALGUNA DEFORMACIÓN.
LA FUERZA, ES UNA MAGNITUD VECTORIAL, Y COMO CUALQUIER VECTOR, PRESENTA LOS SIGUIENTES COMPONENTES:
·         MÓDULO: ES EL VALOR DE LA INTENSIDAD DE LA FUERZA. SUS UNIDADES EN EL S.I., ES EL NEWTON (Nw).
1 Nw = 1 Kg·m/s2
                LA FUERZA TAMBIÉN SE PUEDE MEDIR EN KILOPONDIOS (Kp), DONDE 1 Kp = 9’8 Nw.
·         DIRECCIÓN: ES LA RECTA SOBRE LA QUE SE APOYA EL VECTOR FUERZA.
·         SENTIDO: ES LA ORIENTACIÓN SOBRE DICHA RECTA. LO INDICA LA PUNTA DE FLECHA.
·         PUNTO DE APLICACIÓN: ES EL PUNTO DEL CUERPO, SOBRE EL QUE SE EJERCE LA FUERZA.
PODEMOS DISTINGUIR LOS SIGUIENTES TIPOS DE FUERZAS:
·         FUERZAS GRAVITATORIAS: SON AQUELLAS FUERZAS QUE SE EJERCEN ENTRE DOS CUERPOSCUALQUIERA, POR EL HECHO DE TENER MASA.
·         FUERZAS ELECTROMAGNÉTICAS: SON LAS FUERZAS EJERCIDAS ENTRE CARGAS ELÉCTRICAS, Y TAMBIÉN ENTRE IMANES.
·         FUERZAS NUCLEARES FUERTES: SON LAS FUERZAS RESPONSABLES DE LA ESTABILIDAD DEL NÚCLEO DE LOS ÁTOMOS, AL MANTENER UNIDOS PROTONES Y NEUTRONES.
·         FUERZAS NUCLEARES DÉBILES: SON LAS FUERZAS RESPONSABLES DE LA DESINTEGRACIÓN DE ALGUNOS NÚCLEOS ATÓMICOS, CON EMISIÓN DE ELECTRONES.
TODAS LAS FUERZAS DE LA NATURALEZA, PERTENECEN A UNO DE ESTOS GRUPOS, O SON COMBINACIÓN DE ELLOS.
1.1. COMPOSICIÓN DE FUERZAS:
EN LA MAYORÍA DE CASOS, SOBRE UN CUERPO NO ACTÚA UNA SOLA FUERZA, SINO UN CONJUNTO DE ELLAS, CONSTITUYENDO UN SISTEMA DE FUERZAS. ESTE SISTEMA, ES EQUIVALENTE A UNA ÚNICA FUERZA IMAGINARIA, LLAMADA FUERZA RESULTANTE (R).
EL CÁLCULO DE ESTA FUERZA RESULTANTE A PARTIR DE LAS FUERZAS COMPONENTES DEL SISTEMA, SE DENOMINA COMPOSICIÓN DE FUERZAS. PODEMOS DISTINGUIR:
A.      FUERZAS DE LA MISMA DIRECCIÓN, DONDE TENEMOS:
A.      1. MISMO SENTIDO:
EN ESTE CASO, EL MÓDULO ES LA SUMA DE LOS MÓDULOS DE LAS FUERZAS COMPONENTES DEL SISTEMA.


R = F1 + F2
 
 


               LA DIRECCIÓN, ES LA MISMA  QUE LA DE LAS FUERZAS COMPONENTES, Y EL SENTIDO, EL MISMO    QUE  EL DE LAS FUERZAS COMPONENTES.
A.      2. SENTIDO CONTRARIO:
EL MÓDULO, ES EL VALOR ABSOLUTO DE LA DIFERENCIA DE MÓDULOS DE LAS FUERZAS COMPONENTES. LA DIRECCIÓN, ES LA MISMA QUE LA DE LAS FUERZAS COMPONENTES, Y EL SENTIDO, ES EL DE LA FUERZA MAYOR.


R = |F1 – F2|= FMAYOR - FMENOR
 
 


A.      3. FUERZAS CONCURRENTES (ANGULARES):
·         FUERZAS DE DIRECCIONES NO PERPENDICULARES:
LA RESULTANTE SE DETERMINA POR LA REGLA DEL PARALELOGRAMO. PARA CALCULAR LA RESULTANTE, POR EL EXTREMO DE CADA VECTOR SE TRAZA UNA PARALELA AL OTRO LADO DEL VECTOR. EL PUNTO DE INTERSECCIÓN DE LAS DOS PARALELAS, SERÁ EL SENTIDO DE LA FUERZA RESULTANTE, Y SU MÓDULO, SERÁ LA MEDIDA DE LA DIAGONAL DEL PARALELOGRAMO.






·         FUERZAS DE DIRECCIONES PERPENDICULARES:
LA DIRECCIÓN Y EL SENTIDO, SE DETERMINA MEDIANTE LA REGLA DEL PARALELOGRAMO, Y EL VALOR DEL MÓDULO DE LA RESULTANTE, SE HALLA MEDIANTE EL TEOREMA DE PITÁGORAS.


R=
 
 



EJ: CALCULA EL VALOR DE LA RESULTANTE DE UN SISTEMA FORMADO POR DOS FUERZAS PERPENDICULARES: UNA DE 8 Nw, APOYADA SOBRE EL EJE DE LAS “X”, Y OTRA DE 6 Nw, APOYADA SOBRE EL EJE DE LAS “Y”





EJ: LA RESULTANTE DE UN SISTEMA DE FUERZAS, TIENE UN VALOR DE 240 Nw. CALCULA EL VALOR DE UNA DE LAS FUERZAS COMPONENTES DEL SISTEMA, SI SABEMOS QUE UNA DE ELLAS TIENE UN VALOR DE 150 Nw, Y ENTRE AMBAS FUERZAS, FORMAN UN ÁNGULO DE 90ª.





HASTA AHORA, LO QUE HEMOS VISTO, ES LA COMPOSICIÓN DE FUERZAS QUE TIENEN EL MISMO PUNTO DE APLICACIÓN, PERO TAMBIÉN SE PUEDE DAR EL CASO DE QUE LAS FUERZAS  QUE ACTÚAN SOBRE EL MISMO CUERPO, TENGAN DISTINTO PUNTO DE APLICACIÓN. EN ESTE TIPO DE COMPOSICIÓN, DESTACAN AQUELLAS FUERZAS CUYAS DIRECCIONES DE ACCIÓN SON PARALELAS. AQUÍ, NOS PODEMOS ENCONTRAR DOS SITUACIONES:
B.      1. FUERZAS PARALELAS DEL MISMO SENTIDO:





·         MÓDULO: LA RESULTANTE DEL MÓDULO, SERÁ LA SUMA DE LOS MÓDULOS DE LAS FUERZAS QUE INTERVIENEN EN EL SISTEMA.
·         DIRECCIÓN: ES LA MISMA QUE LA DE LAS FUERZAS COMPONENTES DEL SISTEMA.
·         SENTIDO: EL MISMO QUE EL DE LAS FUERZAS COMPONENTES DEL SISTEMA.
EL PUNTO DE APLICACIÓN DE LA RESULTANTE SE SITÚA SEGÚN LA REGLA DE PROPORCIONALIDAD:


F1·d1 = F2·d2
 
 
EJ: CALCULA LA RESULTANTE Y EL PUNTO DE APLICACIÓN DE DOS FUERZAS PARALELAS, CON LA MISMA DIRECCIÓN Y SENTIDO, DE 3 Y 6 Nw, RESPECTIVAMENTE, QUE SE ENCUENTRAN EN LOS EXTREMOS DE UNA BARRA DE 9 M DE LONGITUD.







B.      2. FUERZAS PARALELAS DE LA MISMA DIRECCIÓN Y SENTIDO CONTRARIO:
·         MÓDULO: LA RESULTANTE, SERÁ EL VALOR ABSOLUTO DE LA DIFERENCIA ENTRE LAS DOS FUERZAS. (COMO EN EL CASO VISTO DE FUERZAS CON LA MISMA DIRECCIÓN Y SENTIDOS CONTRARIOS)
·         DIRECCIÓN: ES LA MISMA QUE LA DE LAS DOS FUERZAS COMPONENTES.
·         SENTIDO: ES EL MISMO QUE EL DE LA FUERZA MAYOR.
LA RESULTANTE SE SITÚA SEGÚN LA REGLA DE PROPORCIONALIDAD VISTA EN EL APARTADO B.1, TENIENDO EN CUENTA QUE NO SE SITÚA ENTRE LAS DOS FUERZAS.
EJ: CALCULA LA RESULTANTE Y EL PUNTO DE APLICACIÓN DE LAS MISMAS FUERZAS DEL EJEMPLO ANTERIOR, PERO AHORA TIENEN SENTIDOS CONTRARIOS.




HACER EJERCICIOS 15, 21 Y 22 DE LA PÁGINA 72.
1.2. DESCOMPOSICIÓN DE FUERZAS:
CONSISTE EN DESCOMPONER UNA FUERZA EN DOS COMPONENTES QUE SUMADAS, PRODUCEN SOBRE UN CUERPO, EL MISMO EFECTO QUE LA FUERZA ORIGINAL.
EN GENERAL, TODA FUERZA F, SE PUEDE DESCOMPONER EN DOS FUERZAS PERPENDICULARES, FX Y FY CON LAS DIRECCIONES DE LOS EJES DE COORDENADAS. EL VALOR DE LAS FUERZAS COMPONENTES, SE CALCULA APLICANDO EL TEOREMA DE PITÁGORAS.

 
 




EN EL CASO DE PLANOS INCLINADOS:





PX = PESO TANGENCIAL = PT
PY = PESO NORMAL = PN.


 
 


EJ: CALCULA EL PESO TANGENCIAL QUE POSEE UN CUERPO SITUADO SOBRE UN PLANO INCLINADO, SI SABEMOS QUE EL PESO NORMAL TIENE UN VALOR DE 245 Nw Y EL VALOR DEL PESO ES DE 490 Nw.






EJERCICIOS:
1.       DOS CHICAS TIRAN DE LOS EXTREMOS DE UNA CUERDA CON FUERZAS DE 35 Y 45 Nw QUE TIENEN LA MISMA DIRECCIÓN, PERO SENTIDOS CONTRARIOS. DIBUJA UN ESQUEMA DE LAS FUERZAS, Y DETERMINA EL VALOR DE LA FUERZA RESULTANTE.
2.       DOS CHICAS EJERCEN FUERZAS DE 75 Y 100 Nw SOBRE UNA MESA. DIBUJA UN ESQUEMA DE LAS FUERZAS, Y DETERMINA LA FUERZA RESULTANTE EN LOS CASOS SIGUIENTES:
A)     LAS DOS FUERZAS TIENEN LA MISMA DIRECCIÓN Y SENTIDO.
B)      LAS DOS FUERZAS, TIENEN LA MISMA DIRECCIÓN Y SENTIDOS CONTRARIOS.
3.       DOS MUCHACHOS TIRAN DE LOS EXTREMOS DE UNA CUERDA ATADA ALREDEDOR DE UNA CAJA CON FUERZAS PERPENDICULARES ENTRE SÍ DE MÓDULOS 240 Y 280 Nw. DIBUJA UN ESQUEMA DE LAS FUERZAS, Y DETERMINA LA FUERZA RESULTANTE.
4.       DOS CHICOS TIRAN DE LOS EXTREMOS DE UNA CUERDA ATADA ALREDEDOR DE UNA CAJA CON FUERZAS PERPENDICULARES DE 32 Y 38 Nw. DIBUJA UN ESQUEMA DE LAS FUERZAS, Y DETERMINA LA FUERZA RESULTANTE.
5.       UN ARMARIO DE 750 Nw DE PESO, DESCIENDE POR UN PLANO INCLINADO Y ENCERADO. SI LA COMPONENTE NORMAL DEL ARMARIO VALE 685 Nw, ¿CUÁL ES EL VALOR DE LA COMPONENTE TANGENCIAL? REALIZA UN ESQUEMA DE LAS FUERZAS.
6.       UN OBJETO DE 294 Nw DE PESO, SE DEJA CAER POR UN PLANO INCLINADO. SI LA FUERZA NORMAL QUE ACTÚA SOBRE ÉL ES DE 214’9 Nw, CALCULA EL VALOR DE LA COMPONENTE TANGENCIAL.
EN OCASIONES, A LA HORA DE HACER LA DESCOMPOSICIÓN DE UNA FUERZA, PUEDE OCURRIR QUE NO TENGAMOS NI EL VALOR DE LA FUERZA NORMAL, NI EL VALOR DE LA FUERZA TANGENCIAL, PERO SÍ EL ÁNGULO QUE FORMA LA FUERZA CON EL EJE DE LAS “X”.
EN PLANOS HORIZONTALES:

                                                                                                                                             FX = F · Cos α
FY = F · Sen α

EJ: CALCULA LA DESCOMPOSICIÓN EN SUS COMPONENTES CARTESIANAS DE UNA FUERZA DE 150 Nw, QUE FORMA UN ÁNGULO DE 30ª CON EL EJE DE LAS X.




EN PLANOS INCLINADOS:

                                                                                                                                             PX =P ·Sen α = m · g · Sen α
                                                                                                                                             PY = P· Cos α = m · g · Cos α
EJ: CALCULA EL VALOR DE LAS COMPONENTES CARTESIANAS DEL PESO DE UN CUERPO DE MASA 15 Kg, SITUADO EN UN PLANO INCLINADO, QUE FORMA UN ÁNGULO DE 30ª CON LA HORIZONTAL.


1.3. FUERZAS EN EQUILIBRIO:
SEA EL SISTEMA DE FUERZAS, APLICADAS SOBRE UN CUERPO.



DECIMOS QUE DOS O MÁS FUERZAS APLICADAS SOBRE UN MISMO CUERPO, ESTÁN EN EQUILIBRIO, CUANDO LA RESULTANTE DE TODAS ELLAS ES NULA.
2.     EFECTO DEFORMADOR DE LAS FUERZAS: LEY DE HOOKE.
LAS FUERZAS, ADEMÁS DE MODIFICAR EL ESTADO DE REPOSO O DE MOVIMIENTO DE UN CUERPO, TAMBIÉN SON CAPACES DE PRODUCIR DEFORMACIONES.
EJ: COGEMOS UN MUELLE, Y LE VAMOS COLOCANDO DISCOS DE IGUAL MASA, ANOTANDO EL ALARGAMIENTO CADA VEZ QUE AÑADIMOS UN NUEVO DISCO.
AL FINAL, VAMOS A LLEGAR A LA CONCLUSIÓN DE QUE EL ALARGAMIENTO QUE SE PRODUCE EN EL MUELLE CON CADA DISCO QUE ADICIONAMOS, ES EL MISMO QUE EL ANTERIOR Y QUE ESTE ALARGAMIENTO ES PROPORCIONAL AL PESO DEL DISCO.
A ESTA MISMA CONCLUSIÓN LLEGÓ EN 1678 ROBERT HOOKE, QUE ENUNCIÓ LA LEY QUE LLEVA SU NOMBRE, Y DICE LO SIGUIENTE: “LA DEFORMACIÓN QUE SUFRE UN CUERPO ELÁSTICO, ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA FUERZA APLICADA”


F = k · ∆l = k · (l – l0)
 
 
F = FUERZA APLICADA (Nw)
K = CONSTANTE DE ELASTICIDAD DEL MUELLE (Nw/m)
∆l = VARIACIÓN DE LONGITUD O ALARGAMIENTO (m)
l = LONGITUD FINAL (m)
l0 = LONGITUD INICIAL (m)
EJ: UN MUELLE DE UN DINAMÓMETRO SE ALARGA 12 CM CUANDO APLICAMOS SOBRE ÉL UNA FUERZA DE 18 Nw. CALCULA:
A.      EL VALOR DE LA CONSTANTE DE ELASTICIDAD.
B.      EL ALARGAMIENTO DEL MUELLE AL APLICAR UNA FUERZA DE 24 Nw.



EJ: UN MUELLE ELÁSTICO ESTÁ EN POSICIÓN VERTICAL COLGADO POR UNO DE SUS EXTREMOS. CUANDO EN EL EXTREMO LIBRE APLICAMOS UNA FUERZA DE 80 Nw, LA LONGITUD DEL MUELLE ES DE 16 CM Y CUANDO LA FUERZA APLICADA TIENE UN VALOR DE 100 Nw, LA LONGITUD DEL MUELLE ES DE 18 CM. CALCULA LA LONGITUD INICIAL DEL MUELLE Y EL VALOR DE LA CONSTANTE DE ELASTICIDAD.









EJERCICIOS: 2 PÁGINA 47
3.     LAS LEYES DE NEWTON.
COMO SE DEDUCE DE LA DEFINICIÓN DE FUERZA, ESTA MAGNITUD ESTÁ RELACIONADA CON EL MOVIMIENTO, YA QUE LA FUERZA ES TODA ACCIÓN CAPAZ DE MODIFICAR EL ESTADO DE REPOSO O DE MOVIMIENTO DE UN CUERPO.
LA RELACIÓN QUE EXISTE ENTRE LAS FUERZAS Y EL MOVIMIENTO, ES ESTUDIADA POR UNA PARTE DE LA FÍSICA LLAMADA DINÁMICA, CUYO NÚCLEO CENTRAL ESTÁ CONSTITUÍDO POR LAS LEYES DE NEWTON, QUE SON:
1.       PRIMERA LEY O LEY DE LA INERCIA:
“UN CUERPO PERMANECE  EN SU ESTADO DE REPOSO O DE MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME, CUANDO SOBRE EL  NO ACTUA NINGUNA FUERZA O LA RESULTANTE DE LAS QUE ACTUAN ES NULA”.
EJ: EJERCICIO RESUELTO DE LA PÁGINA 48.
EJERCICIOS: 3 Y 4 PAGINA 58; Y 5 Y 6 PAGINA 49.
2.       SEGUNDA LEY O LEY FUNDAMENTAL DE LA DINAMICA:
“SI SOBRE UN CUERPO ACTUA UNA FUERZA RESULTANTE NO NULA, ESTE ADQUIERE UNA ACELERACION DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA FUERZA APLICADA, SIENDO LA MASA DEL CUERPO, LA CONSTANTE DE PROPORCIONALIDAD”
F = M · a (Nw)
 
LA EXPRESION MATEMATICA DE ESTA SEGUNDA LEY, ES:
UNA VARIANTE DE ESTA SEGUNDA LEY DE NEWTON, ES EL VALOR DEL PESO DE LOS CUERPOS.


P = M · g (Nw)
 
 


EJERCICIOS: 7, 8, 9 PAGINA 50 ; 30, 31 PAGINA 59
  1. TERCERA LEY O LEY DE ACCION Y REACCION:
“SI UN CUERPO EJERCE UNA FUERZA, QUE LLAMAMOS ACCION, SOBRE OTRO CUERPO, ESTE A SU VEZ EJERCE OTRA SOBRE EL PRIMERO, QUE LLAMAMOS REACCIÇON, CON EL MISMO MODULO Y DIRECCION, PERO DE SENTIDO CONTRARIO”.
ESTAS FUERZAS DE ACCION Y REACCION, PRESENTAN LAS SIGUIENTES CARACTERISTICAS:
-          SON SIMULTANEAS.
-          SE EJERCEN SOBRE CUERPOS DIFERENTES, POR ESO SE ANULAN MUTUAMENTE.
-          A VECES, ALGUNA DE ESTAS FUERZAS, NO SE APRECIA, PORQUE EL CUERPO POSEE UNA GRAN MASA, O EXISTEN OTRAS FUERZAS MAYORES QUE SE OPONEN AL MOVIMIENTO”.
EJ: EJERCICIO RESUELTO 2 DE LA PAGINA 52.
EJERCICIOS: 12, 13 DE LA PAGINA 52; 26, 27 DE LA PAGINA 58.
4.     APLICACIONES DE LAS LEYES DE NEWTON.
ESTAS LEYES, SON UTILIZADAS PARA RESOLVER LOS PROBLEMAS DE DINAMICA, PERO PARA ELLO, PREVIAMENTE DEBEMOS CONOCER LAS FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE EL CUERPO. PODEMOS DESTACAR:
-          FUERZA NORMAL (N): ES LA FUERZA QUE EJERCE LA SUPERFICIE DE APOYO DE UN CUERPO SOBRE ESTE. ES UNA FUERZA DE REACCION A LA FUERZA QUE EJERCE EL CUERPO SOBRE LA SUPERFICIE.
SIEMPRE SE VA A CUMPLIR QUE N – P = 0, LO QUE QUIERE DECIR QUE LA FUERZA NORMAL TIENE EL MISMO VALOR QUE EL PESO, PERO DE SENTIDO CONTRARIO, SIEMPRE QUE NO ACTUE NINGUNA FUERZA MAS.
EN PLANOS INCLINADOS, SE CUMPLE QUE N = PY.
-          FUERZA DE ROZAMIENTO (FR): ES AQUELLA FUERZA QUE APARECE EN LA SUPERFICIE DE CONTACTO DE LOS CUERPOS, OPONIENDOSE AL MOVIMIENTO DE ESTOS.
ESTA FUERZA DE ROZAMIENTO, PRESENTA LAS SIGUIENTES CARACTERISTICAS:
    • ES PARALELA A LA SUPERFICIE DE CONTACTO Y DE SENTIDO CONTRARIO AL MOVIMIENTO QUE EFECTUA EL CUERPO.
    • DEPENDE DE LA NATURALEZA Y DEL ESTADO DE LAS SUPERFICIES DE LOS CUERPOS, PERO NO DEL AREA DE CONTACTO.
    • LA FUERZA DE ROZAMIENTO QUE SE OPONE AL INICIO DE UN MOVIMIENTO, ES MAYOR QUE LA QUE EXISTE CUANDO EL CUERPO YA ESTA EN MOVIMIENTO.
    • SIEMPRE SE CUMPLE QUE FR = µ · N, DONDE µ ES EL COEFICIENTE DE ROZAMIENTO.  ESTE COEFICIENTE, ES ADIMENSIONAL.
EJ: REPRESENTA LAS FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE:
  1. UN SOFA DE 120 Kg DE MASA, QUE SE APOYA SOBRE UNA SUPERFICIE HORIZONTAL. CALCULA EL VALOR DE LA NORMAL.



  1. UN CUBO DE 3 Kg QUE SE APOYA EN EL SUELO Y SOBRE EL QUE SE EJERCE UNA FUERZA VERTICAL HACIA ARRIBA DE 18 N.



  1. UN ARMARIO DE 180 Kg, SITUADO SOBRE UN PLANO INCLINADO, QUE FORMA UN ANGULO DE 30ª CON LA HORIZONTAL.





SOBRE UN CUERPO DE 10 Kg DE MASA, QUE INICIALMENTE ESTA EN REPOSO, SOBRE UN PLANO HORIZONTAL, SE APLICA UNA FUERZA DE 80 N EN LA DIRECCION PARALELA AL PLANO. SI EL COEFICIENTE DE ROZAMIENTO PARA EL CUERPO EN MOVIMIENTO VALE 0´5, CALCULAR:
  1. EL VALOR DE LA ACELERACION DEL CUERPO.




  1. LA VELOCIDAD QUE ALCANZA A LOS 10 SEGUNDOS DE INICIADO EL MOVIMIENTO, Y EL ESPACIO RECORRIDO EN ESE TIEMPO.
EJERCICIOS:
  1. UN ARMARIO DE 120Kg ES EMPUJADO CON UNA FUERZA HORIZONTAL DE 580 Nw. SI EL COEFICIENTE DE ROZAMIENTO PARA EL CUERPO EN MOVIMIENTO VALE 0´4, CALCULA:
A.      LA ACELERACION QUE ADQUIERE.
B.      LA VELOCIDAD Y LA DISTANCIA RECORRIDA EN 5 SEGUNDOS.
  1. UN PAQUETE DE 3`2 Kg DESCIENDE POR UN PLANO INCLINADO. SI LA FUERZA NORMAL QUE ACTUA SOBRE EL ES DE 28`6 Nw, CALCULA LA ACELERACION CUANDO:
A.      NO HAY ROZAMIENTO.
B.      CUANDO EL COEFICIENTE DE ROZAMIENTO EN MOVIMIENTO VALE 0´25.
3.       UNA CAJA DE 4`8 KG ASCIENDE POR UN PLANO INCLINADO POR ACCIÇON DE UNA FUERZA PARALELA AL PLANO Y DIRIGIDA HACIA ARRIBA DE 120 Nw. SI LA FUERZA NORMAL VALE 33´3 Nw Y EL COEFICIENTE DE ROZAMIENTO 0´25, CALCULA SU ACELERACION.
4.       UN CUERPO DE 4 Kg DE MASA ESTA EN REPOSO SOBRE UNA SUPERFICIE HORIZONTAL. AL APLICARLE UNA FUERZA HORIZONTAL DE 20 Nw, ADQUIERE UNA ACELERACIÇON DE 1 m/s2. CALCULA:
A.      EL VALOR DE LA FUERZA DE ROZAMIENTO.
B.      LA ACELERACION QUE ADQUIRIRIA SI NO HUBIESE ROZAMIENTO.
C.       
4.1. DINAMICA DEL MOVIMIENTO CIRCULAR
ES AQUELLA PARTE DE LA FISICA QUE ESTUDIA LOS CUERPOS QUE ESTAN SOMETIDOS A UNA FUERZA, QUE LES OBLIGA A DESCRIBIR UN MOVIMIENTO CIRCULAR.
EN ESTOS CASOS, LA DIRECCION DEL VECTOR VELOCIDAD, CAMBIA CONSTANTEMENTE.
ESTA FUERZA QUE OBLIGA AL CUERPO A CAMBIAR CONSTANTEMENTE LA DIRECCION DE SU MOVIMIENTO, RECIBE EL NOMBRE DE FUERZA CENTRIPETA, QUE SE DEFINE COMO AQUELLA FUERZA QUE ES PRECISO APLICAR A UN CUERPO, PARA QUE SIGA UNA TRAYECTORIA CIRCULAR.
COMO TODA FUERZA, TAMBIEN PRODUCE UNA ACELERACION LLAMADA ACELERACION RADIAL O CENTRIPETA, CUYO VALOR ES:


aC = v2/r = ω2 · r
 
 
POR TANTO:
FC = m · aC = m · v2/r = m · ω2 · r
 
 


EJ: EN UN TIOVIVO, UN CABALLO DE 12 Kg DE MASA GIRA EN UN PLANO HORIZONTAL A UNA VELOCIDAD DE 3 m/s. SI EL RADIO DE GIRO MIDE 2´5 M, CALCULA LA ACELERACION Y LA FUERZA CENTRIPETAS.



EJERCICIOS:
1.       UNA BOLA DE 150 GRAMOS DE MASA LIGADA AL EXTREMO DE UNA CUERDA DE 1´5 M DE LONGITUD GIRA APOYANDOSE SOBRE UN PLANO HORIZONTAL, SIN ROZAMIENTO, CON UNA VELOCIDAD CONSTANTE DE 5 m/s. CALCULA LA ACELERACION Y FUERZA CENTRIPETAS.
2.       CALCULA  LA ACELERACION Y LA FUERZA CENTRIPETAS QUE ACTUAN SOBRE UN COCHE DE 1500 Kg DE MASA CUANDO TOMA UNA CURVA DE 20 M DE RADIO A 80 Km/h.
3.       UN CAMION DE 5000 Kg DE MASA, TOMA UNA CURVA PLANA DE 250 M DE RADIO A 60 Km/H ¿QUE FUERZA DE ROZAMIENTO SE DEBE DAR ENTRE LA CARRETERA Y LOS NEUMATICOS PARA QUE EL CAMION NO DERRAPE?

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