E - Práctica de Dinámica

Taller de Enseñanza de Física
Curso 2012 – En su XXVIII Aniversario
Actividades para Dinámica
(Leyes de Newton)
Actividad de Puente. Propósitos: discutir la relatividad del movimiento, motivar las transformaciones
galileanas.
Parte A
Un utilitario Fiat Fiorino que viajaba a velocidad constante con una rapidez de 120 kilómetros por hora
respecto de un ombú añoso, llevaba en su caja a Anastasio Weinberg, quien a su vez llevaba su pelotita
de tenis de la suerte. De golpe, a Anastasio lo asaltó una duda cruel: ¿Qué pasaría si dejara caer la pelota
dentro de la caja de la Fiorino? ¿La vería caer verticalmente hacia el piso de la Fiorino, hacia atrás o hacia
adelante? Decididamente y con espíritu científico levantó la pelota a la altura de su cara, soltó la pelota y...
¿Qué piensan ustedes que ocurrió? Discutan en grupo.
Parte B
Sentado en su banco de tres patas al lado del ombú, Don Nico ve pasar a la Fiorino y observa a traves de
su gran ventanilla lateral todo el experimento de Anastasio, notando que éste soltó la pelota justo cuando
pasaba frente al ombú.
a. Describí el movimiento de la pelotita como lo observa Don Nico.
b. Considerando que Anastasio coloca su sistema de coordenadas fijo a la fiorino con el eje vertical
en la pared trasera de la caja y origen a la altura de la ruta, y eje horizontal a lo largo de la fiorino
positivo hacia adelante y origen en la pared trasera, ¿cómo dibujaría la trayectoria de la pelota
desde su marco de referencia? Hacé las gráficas que dibujaría, representando las componentes de
posición, velocidad y aceleración en función del tiempo, desde que suelta la pelota hasta que toca
el piso de la Fiorino.
c. Considerando que Don Nico coloca su sistema de coordenadas fijo al ombú, con el eje vertical
sobre su tronco y el horizontal a lo largo de la ruta, con sentido positivo hacia donde se dirige la
Fiorino ¿cómo dibujaría la trayectoria de la pelota desde su sistema de referencia? Hacé las gráficas
que dibujaría Don Nico, representando las componentes de posición, velocidad y aceleración en
función del tiempo, desde que se suelta la pelota hasta que toca el piso de la Fiorino.
d. Compará las gráficas de componentes de posición, velocidad y aceleración según ambos
observadores.
Problemas sobre transformaciones Galileanas. Propósitos: Usar el concepto de movimiento relativo y
transformaciones galileanas.
Problema G1
En cierta ocasión, Román está por alcanzar conduciendo su Uno verde al primo de Augusto que, en ese
instante, viaja por la misma ruta recta en su Fiat 600 a 10 km/h respecto de él. Don Nico camina (en el
mismo instante) por la banquina, junto al alambrado. Lo hace, respecto de Román, a 110 km/h en la misma
dirección y sentido que el primo de Augusto.
Hagan un esquema de la situación.
¿Qué marco de referencia se está usando para dar las velocidades?
¿Qué objetos de estudio se están considerando?
¿Qué velocidad tiene Don Nico respecto al Fiat 600?
Sabiendo que respecto de la ruta Don Nico camina a 10 km/h en dirección contraria al Uno verde,
¿Cuáles son las velocidades de Uno y del Fiat 600 respecto de la ruta?
f. El piso, ¿Esta quieto?
g. ¿De qué color es el Fiat 600?
a.
b.
c.
d.
e.
Problema G2
Dos trenes A y B se desplazan a 70 km/h y 90 km/h respectivamente con respecto al suelo. Calculá la
velocidad relativa de B respecto de A cuando:
a. se mueven en la misma dirección y el mismo sentido;
b. se mueven en la misma dirección pero en sentido contrario.
c. Si los trenes se mueven por rieles que forman un ángulo de 60º entre sí (tambien a 70km/h y
90km/h respecto del suelo).
Actividad 1. Propósitos: Discutir la idea de que la velocidad no necesita causas, y conectarlo con la
relatividad del movimiento.
¿Qué hace falta para que un meteorito que vaga en medio de la nada mantenga una velocidad
constante? Para responder tengan en cuenta lo siguiente:
a.
b.
¿Qué significa que el meteorito está a velocidad constante?
¿Hay diferencia entre un meteorito que se mueve a velocidad constante y uno "quieto"?
¿Qué hace falta para que un carrito de supermercado se mantenga a velocidad constante? Tengan
en cuenta lo siguiente:
a. ¿Qué significa que el carrito se mueve a velocidad constante?
b. ¿Qué ocurre si un carrito en movimiento se deja librado a sí mismo, sin que nada ni nadie lo
c.
empuje?
¿Qué diferencia hay con el meteorito?
Actividad 2. Objetivo: analizar el concepto de cantidad de movimiento, su condición vectorial y sus cambios.
Un ciclista avanza por una ruta a una velocidad de 20 km/h (respecto de la ruta). De pronto ve venir hacia
él a una terrible mosca que vuela también a 20 km/h (tambien respecto de la ruta). Ante la inminencia del
choque, el ciclista y la mosca cierran sus ojos. Luego del encuentro, el ciclista comprende que la mosca se
le incrustó en la visera de la gorra; la limpia y reanuda la marcha hasta alcanzar la misma velocidad inicial.
En ese momento ve venir hacia él (también a 20 km/h respecto de la ruta) a un enorme Scania 114 con
acoplado, repleto de naranjas tucumanas. Rápidamente reconoce que la mosca poseía el mismo estado
cinemático que el camión. Confiado en su anterior experiencia, inclina la visera y encara.
Elegí un sistema de referencia y definí un sistema de coordenadas que te permita analizar ambas
situaciones. ¿Cuántos ejes coordenados necesitás? ¿Qué modelo vas a usar para representar a cualquiera
de los objetos que intervienen en el problema? ¿Por qué?
a. Considerando como objeto de estudio al ciclista, graficá las componentes de la cantidad de
movimiento del ciclista en función del tiempo desde un instante to previo al encuentro con la
mosca hasta un instante t1 posterior a dicho encuentro (pero antes de que aplique los frenos).
b. Si ahora considerás como objeto de estudio a la mosca durante ese mismo encuentro, graficá las
componentes de la cantidad de movimiento de la mosca en función del tiempo durante el mismo
intervalo entre to y t1. ¿Qué similitudes y diferencias encontrás entre las gráficas para el ciclista y
para la mosca?
c. Hacé las gráficas de las componentes de la cantidad de movimiento del hombre en función del
tiempo entre t2 (instante posterior a t1, cuando el ciclista ya retomó su velocidad de 20 km/h),
previo al encuentro con el Scania 114, y un instante t3 posterior a dicho encuentro. Hacé también
las gráficas correspondientes a la cantidad de movimiento del Scania durante el mismo intervalo.
¿Qué similitudes y diferencias encontrás entre las gráficas para el ciclista y para el camión? ¿Y de
estas con las que hiciste para el ciclista y la mosca?
d. ¿Qué podés decir, leyendo las gráficas, de la cantidad de movimiento de cualquiera de los objetos
de estudio en el instante del encuentro?
e. ¿Podrá el ciclista volver a usar la gorra?
3. Objetivo: analizar el concepto de cantidad de movimiento, su condición vectorial y sus cambios.
Una piedra de masa 0,5 kg es arrojada en un ángulo de 30°, y con una rapidez de 10 m/s.
a. Calculá la cantidad de movimiento en el instante inicial, en el punto de máxima altura, y cuando
llega nuevamente al suelo.
b. Calculá la variación en la cantidad de movimiento entre los instantes inicial e intermedio, y entre el
instante inicial y final.
c. Escribí el vector variación en la cantidad de movimiento entre los instantes del inciso b) y analizá
qué interacción es la que la produce.
Marcos de Referencia para la Dinámica. Propósito: motivar la definición de “Marco de Referencia Inercial”
Consigna de trabajo (para hacer antes del teórico)
Muevan la “palangana” sobre la mesada o sobre el piso, prestando atención a lo que ocurre cuando la
palangana arranca, cuando se mantiene en línea recta con rapidez constante, cuando se mantiene en línea
recta con rapidez variable, cuando dobla, cuando para. Lo que ocurre, ¿depende de la velocidad o de la
aceleración?
Imaginen que en el tren y en el andén del fragmento de Top Secret que vimos la semana pasada había
sendas palanganas como las que usaron ustedes hoy. ¿Qué creen que pasó con cada una de ellas durante la
escena?
Modelo para las interacciones en Dinámica. Propósito: motivar el concepto formal de “fuerza” como el
mediador de las interacciones dinámicas.
Consigna de trabajo (para hacer antes del teórico)
Primera parte.
Tómense de a dos y tiren como en el dibujo:
Concentrémonos en A.
a.
¿Qué siente A en la mano? ¿Sobre qué actúa esa
acción? ¿Qué la hace? ¿En qué consiste?
Concentrémonos en B.
b.
¿Qué siente B? ¿Sobre qué actúa esa acción? ¿Qué la
hace? ¿En qué consiste?
c.
¿Cambia en algo todo este análisis si B, en vez de ser
un estudiante, es una estatua de marmol en honor a
Güemes?
Segunda parte.
Tres de ustedes (A, B y C) tiran de un anillo. Si el estudiante A tira siempre con la misma intensidad:
a. ¿Con qué intensidad deben tirar B y C para
mantener el equilibrio en las situaciones
mostradas?
b.
¿Qué tiene que pasar para que cambie la
cantidad de movimiento del anillo?
4. Objetivo: Motivar la discusión sobre tercera Ley de
Newton.
Sostengan un libro o un cuaderno un momento (uno más o menos pesadito. Un libro
pesadito, no un momento pesadito). ¿Qué sienten en la mano?
Suban bruscamente el mismo libro-cuaderno. ¿Qué sienten en la mano? (Comparen
con lo que sentían cuando sólo lo sostenían).
Bajen bruscamente el mismo libro-cuaderno. ¿Qué sienten en la mano? (Comparen
con las dos experiencias anteriores).
Apliquen ahora a aquella situación las herramientas de física que hemos venido
trabajando:
a. Consideren al libro como objeto de estudio y elijan algún marco de referencia
para estudiar su movimiento. ¿Qué pueden decir sobre la variación de su
cantidad de movimiento?¿Qué pueden decir sobre la acción neta del entorno?
Identifiquen los objetos del entorno que accionan sobre el objeto de estudio.
¿Qué pueden decir sobre la acción de cada uno sobre el objeto de estudio?
b. Hagan lo mismo que en el ítem anterior para los casos de subida y bajada
bruscas. ¿Para dónde apunta el cambio de la cantidad de movimiento en cada
momento? ¿Cómo son ahora las acciones de cada objeto del entorno sobre el
de estudio?
c. Consideren ahora sus propias manos como objetos de estudio. Identifiquen los
objetos de su entorno que accionan sobre ellas.
d. De todas las acciones que identificaron en los ítems anteriores, ¿Cuáles piensan
que corresponden a lo que sentían en sus manos al sostener/subir/bajar el
libro?
5. Objetivos: Incorporar contenidos procedimentales necesarios para la resolución de problemas de
dinámica. Identificar el objeto de estudio y las fuerzas que actúan sobre el mismo. Utilizar las Leyes de
Newton.
A) Según los experimentos realizados en un exótico y oculto laboratorio de Física, al colocar un libro de
autor tirolés, con una masa de 2 kg, escrito en el año 1880, con 325 páginas, sin prólogo y de tapas
duras, sobre un largo y oscuro banco de madera en posición horizontal (como muestra la figura) se
descubrió que el libro permanece en reposo (¡¿Respecto de qué?!)
1.
¿Cómo se explica semejante fenómeno? ¿Cuál es la reacción al peso del libro?
Para contestar preguntas tan complejas conviene seguir los siguientes pasos:
a. Elegí un marco de referencia y uno de coordenadas.
b. Identificá todos los objetos que están interactuando entre sí. Eligiendo como objeto de estudio al
c.
libro y modelándolo como partícula, indicá todas las fuerzas que actúan sobre el mismo. Identificá
qué objeto produce cada fuerza de las que indicaste y representalas en un esquema aparte.
Descomponé las fuerzas (si es necesario) en las direcciones del sistema de coordenadas que
elegiste.
Después preguntate: ¿En qué estado está el libro? ¿Cómo podés usar las Leyes de Newton?
2. Cambiemos ahora de objeto de estudio ¿En qué estado estará el banco? ¿Cuál es la reacción al
peso del banco?
Lo mismo que antes, conviene seguir algunos pasos:
a. Elegí un marco de referencia y un sistema de coordenadas.
b. Elegí al banco como objeto de estudio e indicá todas las fuerzas que actúan sobre el mismo
c.
(habiéndolo modelado también como partícula). Identificá qué objeto produce cada fuerza de las
que indicaste y representalas en un esquema aparte. Descomponé las fuerzas (si es necesario) en
las direcciones del sistema de coordenadas que elegiste.
Después preguntate: ¿Cómo podés usar las leyes de Newton?
B) En etapas más avanzadas del experimento (2 o 3 años después), un ordenanza levantó un extremo
del banco para barrer debajo del mismo. Para sorpresa de los investigadores allí presentes, el libro se
deslizó hacia el extremo opuesto. Ya que los investigadores no encontraron el porqué de tal fenómeno,
¿podrías explicarlo siguiendo las pautas siguientes?:
Elegí un marco de referencia y un sistema de coordenadas.
Elegí al libro como objeto de estudio.
Indicá todas las fuerzas que actúan sobre el libro y representalas en un esquema aparte indicando
el origen de cada una. Descomponelas (si es necesario) según las direcciones del sistema de
coordenadas que elegiste.
d. ¿Qué sucede con el estado del libro en función del tiempo?
e. ¿Qué fue pasando con cada una de las fuerzas a medida que el ordenanza iba levantando el banco?
f. ¿En qué estado está el libro un instante antes que comience a deslizar?
g. ¿Qué fuerzas determinan ese estado?
h. ¿Qué pasa con estas fuerzas un instante antes que el libro comience a moverse?
i. ¿Podrías explicar por qué el libro no se desliza hacia el ordenanza?
a.
b.
c.
C) Utilizando las leyes de Newton, encontrá una expresión para la aceleración del libro cuando el ordenanza
levantó el banco ¿De qué depende?
6. Objetivos: aplicar las Leyes de Newton.
Dos personas llevan una valija a velocidad constante. Determiná la fuerza que le hacen a la valija en cada
una de las situaciones esquematizadas. La valija tiene una masa de 5 kilogramos. ¿Cómo cambia el planteo
si la valija acelera a la izquierda a 1 metro por segundo al cuadrado?
7. Objetivos: aplicar las Leyes de Newton. Relacionar Cinemática y Dinámica.
Un bloque de 24 kg descansa sobre una superficie horizontal tan lisa que los efectos de fricción sobre
ella se pueden considerar despreciables. Sobre el bloque se aplica una fuerza constante y paralela a la
superficie durante 20 segundos. Al cabo de este lapso el bloque se ha desplazado 12 metros.
a. Hacé un esquema indicando todas las fuerzas que actúan sobre el bloque y los objetos que las
originan.
b. Escribí la función que describe el movimiento del bloque. ¿Cuál es la aceleración del bloque?
¿Cuánto vale su velocidad al cabo de 20 segundos? Graficá la componente horizontal de la posición,
velocidad y aceleración del bloque como funciones del tiempo durante esos 20 segundos.
c. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza que actuó sobre el bloque?
d. Graficá la componente horizontal de la cantidad de movimiento del bloque en función del tiempo
durante esos 20 segundos. ¿Qué pasó con el estado dinámico del bloque desde t = 0 hasta t = 20
segundos?
8. Objetivo: Aplicar las leyes de Newton
A) Una heladera FrigoPlus, importada de Marruecos del Norte, tiene un freezer (o sea, un congelador
que congela en inglés) con sistema No Frost Supercatalítico. Dentro del freezer hay una cubetera con
cubitos (uno en cada cuenco) hechos con agua corriente de Gonnet. Cada cubito tiene una masa de
cinco gramos. Deseamos conocer la fuerza total y las fuerzas que cada objeto del entorno hacen sobre
un cubito. Para eso:
a. Determinen el objeto de estudio y los objetos del entorno con que este interacciona.
b. Elijan un marco de referencia adecuado y un sistema de coordenadas.
c. ¿Cómo modelizarían al objeto de estudio para atacar este problema?
d. ¿Está el objeto de estudio en equilibrio dinámico? ¿Cómo se dan cuenta?
e. Hagan el correspondiente diagrama de fuerzas sobre el objeto de estudio, y respondan.
B) Por la noche, como es habitual, se corta la luz. Como consecuencia los cubitos se derriten. Deseamos
conocer la fuerza total y las fuerzas que cada objeto del entorno hacen sobre el agua dentro de cada
cuenco de la cubetera. Para eso sigan los mismos pasos que en el ítem A.
C) ¿Cambia en algo el procedimiento y la respuesta si, en cada cuenco de la cubetera, en vez de cubos de
hielo o agua hubiera una mantis religiosa de cinco gramos, quietita? ¿Y si fuesen estatuitas de Buda,
de cinco gramos cada una, traídas de recuerdo de un viaje al Tibet? (Supongan que, a diferencia del
representado, las estatuitas son incapaces de levitar)
9. Objetivos: utilizar los conceptos de estado dinámico y esquemas de fuerzas.
Una persona cuya masa es de 70 kg se encuentra en un ascensor y experimenta diferentes situaciones
mientras juega con la botonera de control. Ubicá el marco de referencia, determiná el estado dinámico del
hombre y del ascensor y la fuerza que ejerce el piso sobre el hombre cuando el ascensor:
a. asciende con velocidad constante;
b. desciende con velocidad constante;
c. asciende con aceleración constante de 3 m/s2;
d. desciende con aceleración constante de 3 m/s2 y,
e. cuando se rompen los cables del ascensor y cae libremente.
10. Objetivos: Aplicar las Leyes de Newton. Discutir cómo considerar el rozamiento y cómo representarlo.
Un baúl cuya masa es de 84 kg está apoyado y en reposo sobre una rampa rugosa inclinada 30º.
Construí un esquema que incluya todas las fuerzas que actúan sobre el baúl indicando el origen
de cada una de ellas. ¿En qué estado dinámico está el baúl? ¿Por qué? ¿Cuál será el valor del
rozamiento que la rampa ejerce sobre él?
b. Luego, el baúl es empujado hacia arriba mediante una fuerza de 480 N aplicada paralelamente
a la rampa. En tales condiciones se observa que el baúl sube a velocidad constante. Construí un
esquema que incluya todas las fuerzas que actúan sobre el baúl indicando el origen de cada una
de ellas. ¿En qué estado dinámico está el baúl? ¿Por qué? ¿Cuál será el valor del rozamiento que la
rampa ejerce sobre él?
a.
11. Objetivos: utilizar los conceptos de equilibrio de fuerzas, estado dinámico y esquemas de fuerzas.
Un bloque con una masa de 10 kg se apoya sobre una pared, sostenido por un dedo
que le hace una fuerza 1 F que está inclinada un ángulo ϴ de 52o respecto de
la vertical, como muestra la figura. El coeficiente de rozamiento estático
entre
μe
el bloque y la pared es de 0,2. El objetivo es analizar cuál debe ser el valor del
módulo de F para impedir que el bloque se deslice hacia abajo o hacia arriba.
Pensá acerca de la situación planteada a partir de tu experiencia cotidiana.
Si comenzás con un valor pequeño para el módulo de F, el bloque tenderá a
deslizarse hacia abajo. Si vas incrementando el módulo de F llegarás a un
valor para el cual el bloque deja de deslizar. Incrementando aún más el módulo
de F, el bloque seguirá quieto hasta que, para algún valor mayor del módulo de F,
comenzará a deslizarse hacia arriba.
a. Dibujá, por separado, los diagramas de fuerzas actuando sobre el
bloque y sobre la zona de la pared en la que se apoya el bloque en dos
casos:
1. cuando el bloque está justo por comenzar a deslizar hacia abajo y,
2. cuando el bloque está justo por comenzar a deslizar hacia arriba.
b. Indicá cada fuerza mediante símbolos y nombres apropiados (sin poner cifras) y describí el origen
de cada fuerza identificando, además, los pares de acción y reacción.
c. Aplicando la segunda ley de Newton, obtené expresiones algebraicas para el módulo de F en
función del peso, μe y θ para los casos 1) y 2) anteriores.
d.
Ahora reemplazá los datos y calculá el módulo de F para cada caso.
e. ¿Cuál es la diferencia entre los valores del módulo de F para 1) y 2)? ¿Qué sucede en la pared
cuando el módulo de F está entre esos dos valores? ¿Qué sucede con el rozamiento cuando el
módulo de F está entre esos dos valores?
Volvé a la expresión para el módulo de F en el caso 2). ¿Qué sucede con ese módulo cuando se
aumenta θ manteniendo la masa y μe constantes? ¿Qué sucede si θ crece lo suficiente como para
anular el denominador de la expresión del módulo de F?
g. ¿Es posible hacer deslizar el bloque hacia arriba aplicando una fuerza F suficientemente grande y
para un θ fijo, sin tener en cuenta el valor de μe? ¿Cuál sería ese valor de θ? ¿Cuánto vale en este
caso la fuerza que la pared hace sobre el bloque?
f.
1
En muchos textos las cantidades que son vectoriales se escriben en negritas, por la dificultad de imprimir
masivamente una flechita sobre ella. En este caso el vector es la fuerza F
12. Objetivos: aplicar las Leyes de Newton.
Tres cubos idénticos de 20 kg cada uno se encuentran apoyados sobre una plataforma horizontal, cuyo
coeficiente de rozamiento cinético en relación con los cubos es μc = 0,19. Los mismos se encuentran
alineados y en contacto. Una fuerza horizontal de 300 N actúa sobre el bloque del extremo de la formación
moviendo a todo el conjunto.
Hacé esquemas separados para cada cubo indicando las fuerzas que actúan sobre cada uno. Indicá
los agentes productores de cada fuerza y los pares de esas fuerzas que cumplen con la tercera Ley
de Newton.
b. Calculá la aceleración del sistema de tres bloques, las fuerzas que cada cubo ejerce sobre los otros
y las que cada uno de ellos realiza sobre la plataforma horizontal.
13. Objetivos: aplicar las Leyes de Newton.
a.
En unas ruinas halladas en la remota región desértica de Uf Al-Sudar hay una columna cilíndrica de
argamasa de 120 kilogramos apoyada verticalmente. Se desea conocer la fuerza total y las fuerzas que cada
objeto del entorno hacen sobre la mitad inferior de la columna. Para eso:
Determinen el (o los) objeto(s) de estudio y los objetos del entorno con que interacciona(n).
Elijan un marco de referencia adecuado y un sistema de coordenadas.
¿Cómo modelizarían al (a los) objeto(s) de estudio para atacar este problema?
¿Está el objeto de estudio en equilibrio dinámico? ¿Cómo se dan cuenta?
Hagan el (los) correspondiente(s) diagrama(s) de fuerzas sobre el (los) objeto(s) de estudio, y
respondan.
14. Objetivos: aplicar las Leyes de Newton.
a.
b.
c.
d.
e.
La figura representa dos cuerpos A y B que son empujados por una fuerza F = 10 N en una superficie sin
fricción. Siendo mA = 2 kg y mB = 3 kg, la aceleración del conjunto será:
(A) 1 m/s2
(B) 2 m/s2
(C) 10 m/s2
(D) 5 m/s2
(E) Ninguna de las anteriores
15. Objetivos: aplicar las Leyes de Newton. Utilizar herramientas de cinemática y dinámica.
El curling es un deporte de precisión, similar a las bochas, que se practica en una pista de hielo. Dos
equipos de cuatro participantes cada uno compiten entre sí con el objetivo de lanzar deslizando 8 piedras
de granito con un peso de 20 kg cada una sobre un corredor de hielo de 45.5 metros (146 pies) de longitud
y 4.75 metros (15 pies 7 pulgadas) de anchura. Una
vez realizados todos los lanzamientos, los puntos se
otorgan en función de la cercanía de estas piedras
a la diana marcada en el centro al final del pasillo
(ubicada a 43.5metros del lugar de lanzamiento). Los
equipos se dividen en el lanzador y los “cepilladores”.
Estos últimos cumplen una función vital y es que gracias a
que “cepillan” el hielo cercano a la diana central hacen
aumentar el coeficiente de rozamiento cinético del
hielo para que las piedras se detengan en el lugar indicado.
En un partido disputado por la selección noruega se
lanza una piedra con una velocidad inicial de 8
m/s, los cepilladores tranquilos por su gran pericia
comienzan a realizar su trabajo a 15 metros del
lugar donde fue lanzada la misma. (μc del hielo sin cepillar=0.017).
a.
Especificar
en
un
diagrama
todas
las
interacciones sobre la piedra. Identificá todos
los pares acción y reacción involucrados.
b.
¿Cuál será la velocidad de la piedra en el
momento en que llega a la zona cepillada?
c. ¿Cuál deberá ser el coeficiente de roce
cinético promedio (suponiendo que este
será constante) después de los 15 metros para
que la piedra quede justo en la diana?
16. Objetivos: trabajar con las leyes de Newton en
forma conceptual.
Considerá cada una de las siguientes afirmaciones. Si te parece que una afirmación es consistente con las
Leyes de Newton, marcala con un “Sí” y da un ejemplo específico de la situación descripta. Si te parece que
no es consistente con las Leyes de Newton, marcala con un “No” y explicá qué es lo que está mal.
a. Un cuerpo ejerce dos fuerzas diferentes sobre otro objeto.
b. La Tierra ejerce una fuerza sobre un objeto en el espacio exterior y el objeto ejerce una fuerza igual y
opuesta sobre la Tierra.
c. Es posible que un cuerpo se mueva a velocidad constante con una única fuerza actuando sobre él.
d. Un cuerpo en el espacio exterior se acelera bajo la influencia de una fuerza, pero no ejerce ninguna
e.
fuerza sobre ningún otro objeto.
Durante el intervalo de colisión entre un auto pequeño y un camión grande, el auto está sometido a
una fuerza mayor que la que experimenta el camión. Esta diferencia explica el mayor daño sufrido por
el auto pequeño en el choque.
17. Objetivos: aplicar las Leyes de Newton y modelos particulares de fuerzas.
Determiná la tensión en cada una de las cuerdas esquematizadas en las figuras considerando despreciables
las masas de las cuerdas. ¿Qué otras suposiciones tenés que hacer?
18. SEARS – ZEMANSKY Física Universitaria
Un bloque es elevado por un plano inclinado 200 mediante una fuerza F que forma un ángulo de 300 con el
plano.
f.
¿Qué fuerza F es necesaria para que la componente FX paralela al plano sea de 8 Kg?
g.
¿Cuánto valdrá entonces la componente FY?
19. SEARS – ZEMANSKY Física Universitaria
Dos pesos de 10 kg están suspendidos en los extremos de una cuerda que pasa por una polea ligera sin
rozamiento. La polea esta sujeta a una cadena que cuelga del techo.
a.
¿Cuál es la tensión de la cuerda?
b.
¿Cuál es la tensión de la cadena?
20. SEARS – ZEMANSKY Física Universitaria
El bloque A pesa 100 kg. El coeficiente estático de rozamiento entre el bloque y la
superficie sobre la cual reposa es 0,3. El peso W es de 20 kg. y el sistema esta en equilibrio. Calcular la
fuerza de rozamiento ejercida sobre el bloque A.
21. Serway. Física I
Los tres bloques de la figura están conectados por medio de cuerdas sin masa que pasan por poleas sin
fricción. La aceleración del sistema es 2,35 cm/seg2 a la izquierda y las superficies son rugosas. Determine:
a.
Las tensiones en la cuerda
b. El coeficiente de fricción cinético entre los bloques y las superficies (Supóngase la misma μ para
ambos bloques)