1.- Describir tres ejemplos en donde se apliquen tres tipos diferentes de fuerzas entre cuerpos físicos. - Golpear un balón de futbol. -Cuando se jala un resorte -Empujar una mesa 2.- ¿Cuáles son los tipos de fuerzas fundamentales en la naturaleza? La fuerza gravitatoria La fuerza electromagnética La fuerza nuclear débil La fuerza nuclear fuerte
3.- Cansado de esperar el viento, un marinero decide ponerse de pie en si velero y empujar el mástil. ¿Este empuje acelerará el velero? No, debido a que solo se empuja el velero y el aire sigue siendo igual. 4.- Las aceleraciones debidas a la gravedad en la superficie de la Tierra, de la Luna y de Júpiter 2
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son 9.81 m/s , 1.62 m/s y 24.8 m/s , respectivamente. ¿Dónde sería mayor el peso de usted y dónde más pequeño? En Júpiter seria el peso mayor y en la luna el peso seria pequeño. 5 .- Usted va en un carro del tren subterráneo que acelera, después continua a velocidad constante durante un tiempo y luego frena. ¿Cuál es la dirección de la fuerza neta externa sobre su cuerpo durante la aceleración? ¿Cuál es durante el vi aje a velocidad constante y cuál durante el frenado?.
Durante la aceleracion el cuerpo tendria una resistencia a esa fuerza, durante el viaje seria nula debido a que el cuerpo ira a la misma velocidad que el carro va y en el frenado seria hacia el frente debido a que el cuerpo lleva la aceleracion del carro y el carro va disminuyendo de velocidad.
6.- Un libro con un peso de 50 N está sobre una mesa. ¿Cuál es la fuerza normal que la mesa ejerce sobre el libro? Si se pone un segundo libro idéntico encima del primer, ¿cuál es la fuerza normal que la mesa ejerce sobre el primer libro? ¿Cuál es la fuerza normal que el primer libro ejerce sobre el segundo?
a)Fn= m*g = 50N*9.81 = 490.5N sobre el primer libro b)Fn= m*g = 100N*9.81 = 981N sobre el primer libro c)Fn= m*g = 50N*9.81 = 490.5N sobre el segundo libro
1.- Para mantener en movimiento un automóvil con el motor apagado a lo largo de una calle nivelada, usted tiene que seguir empujando. ¿Esto contradice la primera ley de Newton? No pues ya que la primera ley de Newton dice que un cuerpo sólo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza 2.- Cuando usted hace rodar una bola de boliche en una superficie nivelada, encuentra que gradualmente disminuye su velocidad. ¿Esto contradice la primera ley de Newton? No, Newton
toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva 3.- Dos cajas de cartón reposan en una mesa lisa, sin fricción. ¿Cómo puede usted determinar cuál caja tiene más masa sin levantarlas de la mesa? al empujar la caja que menos genere
resistencia aunque no ahiga friccionesa será la que pese menos. 4.- Para hacer que se mueva su automóvil con el motor apagado, usted puede empujar contra la parte trasera del automóvil o tirar del frente. ¿Cuál es la dirección de la fuerza en cada caso? Hacia al frente en ambos casos
5 .- Dibujar un diagrama de cuerpo libre para una manzana en caída libre. Dibujar un diagrama de cuerpo libre para una manzana en reposo sobre una mesa.
Fn = 0
w = peso de la manzana
Fn = peso de la manzana por gravedad
w = peso de la manzana
6.- Una manzana con peso de 2 N cuelga de la rama de un árbol. Las dos fuerzas sobre la manzana son su peso y la fuerza hacia arriba que ejerce la rama. Si estas dos fuerzas se consideran como acciones, ¿cuáles son las reacciones?
Las fuerzas se anulan y la manzana queda sujetada de la rama sin caerse.
FRICCION. 1.- Para vencer la fricción y mantener un libro moviéndose con rapidez constante sobre una mesa plana, usted debe empujar con una fuerza horizontal de 10 N. Si otro libro igual se aplica sobre el primero, ¿qué fuerza horizontal será necesaria para mantener los libros moviéndose con rapidez constante? L a primera ley de newton nos dice que todo cuerpo preservara su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme a no ser que sea obligado a cambiar su estado por una fuerza. La fuerza que será requerida será de 20N ¿Y qué fuerza horizontal será necesaria si en vez de aplicar el segundo encima del primero, usted lo coloca sobre la mesa delante del primero, de modo que el primer libro empuje al segundo? El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime. Así que para que ocurra esto y los libros se muevan la fuerza aplicada deberá ser doble 20N
2.- Un bloque se desliza en un plano inclinado, con fricción. El bloque sube mediante inercia por el plano, se detiene y luego se desliza hacia abajo. ¿Cuál es el sentido de la fuerza de fricción mientras el bloque está subiendo? El sentido es contrario al movimiento ejercido por el bloque. ¿Y cuál es el sentido de dicha fuerza mientras el bloque está subiendo? El sentido es contrario al movimiento ejercido por el bloque.
¿Y cuál es el sentido de dicha fuerza mientras el bloque se desliza hacia abajo? El sentido es el contrario si la fuerza de fricción está bajando va hacia arriba
Dibujar el diagrama de “cuerpo libre” para el bloque en estos dos casos.
DCL cuando el bloque va hacia arriba
DCL cuando el bloque va hacia abajo
3.- Usted puede ejercer un empuje lateral en un ladrillo en reposo sobre una superficie con fricción. Si el ladrillo permanece en reposo, usted puede llegar a la conclusión de que la fuerza de fricción es:
a) igual a μs N,
b) igual a 2 μsN, o
c) menor igual q ue μsN
4.- Una caja descansa en el piso de un camión de entregas. Si el camión frena bruscamente, la caja se desliza hacia adelante; pero si el camión frena con suavidad, no se desliza. Explicar.
La caja no se mueve en el transcurso del camino ni cuando el camión frena lentamente porque la fracción es proporcional a la fuerza y se encuentra en equilibrio pero si la fuerza aumenta repentinamente la caja obtiene movimiento porque la fricciona ya no es suficiente para mantenerla en estado de reposo ya que la fuerza ejercida es mayor que la fricción 5 y 6.- Una caja se desliza hacia abajo en un rampa. Considerar la masa m de la caja, el coeficiente de fricción μk y el ángulo θ de la rampa. ¿De cuáles de estos valores depende la aceleración de la caja? a) m y μk
b) m y θ
c) μk y θ
d) m y μ k y θ
1.- Considere un carro de la montaña rusa sin fricción que sube hasta una cima, pasa sobre ella y se desplaza hacia abajo. Las fuerzas sobre el carro son su peso y la fuerza normal de los rieles. ¿La fuerza normal de los rieles realiza trabajo sobre el carro? Si, porque la fuerza de los rieles disminuye la velocidad del carro ¿Lo realiza el peso? Si porque cuando el carro está subiendo la fuerza del mismo carro hace que haya una fuerza hacia ha bajo por efecto de la gravedad. 2.- Mientras corta un leño con una sierra, usted empuja la sierra hacia adelante y luego tira de ella hacia atrás, sucesivamente. ¿Hace usted un trabajo positivo o negativo sobre la sierra mientras la empuja hacia adelante? Positivo, porque se ejerce una fuerza hacia enfrente al cortar el árbol ¿Qué trabajo hace mientras la jala hacia atrás? Al jalar la misma fuerza pero en una dirección contraria. 3.- Dos automóviles de masas iguales viajan en sentido opuesto. ¿Pueden tener energía cinéticas iguales? Sí, porque estar realizando el mismo movimiento bajo el mismo peso solo que en dirección contraria 4.- Un automóvil viaja a 80 Km/h en una carretera y un camión lo hace a 40 Km/h. ¿Pueden estos vehículos tener la misma energía cinética? Si. porque son dos objetos y están en movimiento y pueden tener la misma energía cinética. ¿Cuál debe ser la relación de sus masas?
La aceleración, el de mayor peso necesitara una mayor aceleración y el de menor peso una menor aceleración para alcanzar una velocidad determinada.
5.- Un camión que derrapa se desliza hacia abajo por un camino de montaña, a rapidez constante. ¿Se conserva la energía mecánica E = K + U? No porque la energía se va reduciendo al momento que el camión se va deteniendo. 6.- En un parque de diversiones, una muchacha salta desde una torre alta y cae en una piscina. Mientras tanto, un muchacho se desliza por un tobogán de agua (sin fricción) de modo que también lo conduce de la torre a la piscina. ¿Quién tiene mayor rapidez al llegar a la piscina? la muchacha ¿Quién llega primero a la piscina? La muchacha porque al momento de estar en caída libre un cuerpo obtiene una mayor aceleración. 1.- Un paracaidista desciende con rapidez uniforme ¿Se conserva la energía mecánica? Si se conserva por la ley de la conservación de la materia ¿Qué pasa con la energía mecánica perdida? La energía no se crea ni se destruye solo se transforma.asi que la energía perdida solo se transforma.
2.- Un camión viaja con rapidez constante por un camino que va de la cumbre de una montaña a un valle. ¿Qué le sucede a la energía potencial gravitacional del camión? ¿Cómo se disipa? La energía potencial entre mas altura se tenga mayor será la fuerza gravitacional así que en la cumbre la energía potencial será mayor que al ir bajando al valle. . 3.- El Sol irradia calor y luz. ¿Por consiguiente, el Sol sufre una pérdida de masa? No porque la materia no se crea ni se destruye solo se transforma asi que la masa sigue constante en el sol aunque irradie calor y luz
4.- Usted calienta una olla llena de agua hasta el punto de ebullición. Si la olla está sellada de modo que no puedan escapar moléculas de agua, entonces, en comparación con el agua fría, la masa de agua hirviente: (A) Aumentará
(B) Disminuirá
(C) Permanecerá igual
5.- a) Usted trota por un camino plano llevando una mochila. ¿Le aplica potencia a la mochila? si b) Usted trota cuesta arriba. ¿Le aplica potencia a la mochila? si c) Usted trota cuesta abajo. ¿Le aplica potencia a la mochila? si ¿La mochila le aplica potencia a usted? No
6.- Para llegar a la cima de una montaña, usted puede elegir entre un camino corto y empinado o uno más largo y menos empinado. Además de las pérdidas por fricción, ¿la energía que usted tiene que gastar en subir por estos caminos es la misma? no ¿Por qué el camino más empinado requiere más esfuerzo? Porque al momento de que se camina en una forma inclinada la altura produce una energía gravitacional mayor sobre nosotros y por lo tanto necesitamos más energía para subir a la montaña