Colegio Católico Thomas Alva Edison Módulo PSU “Vectores, Cant

Colegio Católico Thomas Alva Edison
Módulo PSU “Vectores, Cant. De Físicas”
Profesora: Victoria Cerro C.
Curso: NM4- 4º año medio.-2015
MÓDULO Nº9 PSU
DINÁMICA II
I. Fuerzas de roce
– Sea un objeto sobre una superficie.
– Al aplicar una fuerza, según la primera ley de Newton el
objeto se moverá con movimiento rectilíneo uniforme
una vez que la fuerza haya cesado.
– En la práctica sabemos que el cuerpo comienza a
disminuir su velocidad hasta detenerse.
– Esta situación se genera porque actúa una fuerza de
reacción al movimiento denominada roce o friccion.
1.1 Características de la fuerza de fricción
- Se opone al movimiento
- Depende de las superficies en contacto
- Es una fuerza de origen intermolecular
- Se determina mediante la siguiente ecuación:
1.2 Clasificación de las fuerza de l roce
Fuerza de roce estática:
- Se opone a que un objeto inicie un deslizamiento.
- No es constante, sino que varía conforme la fuerza que
se aplica sobre el cuerpo aumenta.
- Llegado un punto, puede pasar al régimen dinámico (o
cinético).
Fuerza de roce cinética: es la que se opone al
movimiento de un objeto que ya está en movimiento.
- Se define como:
- En el sistema internacional se mide en N· m
2.1 . Convención de signos para un torque para saber su
sentido
• Sentido contrario a las manecillas del reloj, el torque es
positivo.
• Sentido de las manecillas del reloj, el torque es
negativo.
2.2 Consideraciones para determinar el Torque
Si la fuerza no es perpendicular al brazo, sólo produce
torque la componente de la fuerza que es perpendicular
a este último.
2.3 Equilibrio de un cuerpo rígido
Podemos identificar dos tipos de equilibrios, el equilibrio
traslacional y el rotacional. Para que un cuerpo rígido
esté en equilibrio es necesario que ambas condiciones se
cumplan.
• El equilibrio rotacional de un cuerpo rígido se obtiene
por la aplicación de dos o más torques, de modo que el
torque resultante sea nulo, es decir igual a cero
• El equilibrio traslacional de un cuerpo se obtiene
cuando la sumatoria de las fuerzas aplicada sobre él es
cero, de manera que la fuerza neta o resultante es nula.
Fuerza de roce con el aire (fluido, en general): es la que
se opone al movimiento de un objeto que está en
movimiento en el aire (fluido). Depende de la velocidad y
de la forma del objeto.
II. Torque
- Es el responsable del giro o rotación que experimenta
un cuerpo en torno a un eje (o punto) cuando se aplica
una fuerza sobre él.
- Es una magnitud vectorial.
GUÍA DE EJERCICIOS N° 9
Dinámica Leyes de Newton
Utilice g = 10 [m/s2], a menos que el problema indique
lo contrario
1. Una persona cierra una puerta de 1 metro de radio,
aplicando una fuerza perpendicular a ella de 40 [N] a 90
[cm] de su eje de rotación. El torque aplicado es:
a) 3600 [Nm]
b) 360 [Nm]
c) 36 [Nm]
d) 3,6 [Nm]
e) 0,36 [Nm]
2. Utilizando la figura no 2 determine el valor de la masa
del bloque 1 para que el sistema se mantenga en
equilibrio. El bloque 2 pesa 350 [N], el coeficiente de
roce estático entre la mesa y el bloque 2 es de 0,10.
a) 35 [Kg]
b) 350 [Kg]
c) 3,5 [Kg]
d) 3.500 [Kg]
e) Faltan datos
3. Un cuerpo de masa de 16 [Kg], se encuentra sobre
una superficie horizontal áspera, de coeficiente de
fricción estático y cinético de 0.3 y 0.25
respectivamente, si sobre el cuerpo se aplica una fuerza
horizontal F, determine la magnitud F para poner el
bloque en movimiento con velocidad constante
a) 40[N] b) 48 [N] c) 4 [N] d) 0,75 [N] e) ninguna anterior
4. Una puerta giratoria de la figura no 3 se encuentra
detenida debido a la acción de 2 fuerzas. Determine la
distancia a la que se debe aplicar la fuerza M/2 para
continuar la condición de equilibrio.
a) 5L
b) 10L
c) L
d) 3L
e) 4L
5. Enunciado para los problemas 5, 6 y 7: El bloque de 20
[Kg] se desliza sobre la superficie tal como lo indica la
figura adjunta, la fuerza de roce entre estas dos
superficies es de 50 [N]. (no considere el roce con el
aire).
Determine la aceleración
del sistema
a) 7 [m/s2]
b) 5 [m/s2]
c) 6 [m/s2]
d) 3 [m/s2]
e) Ninguna de las anteriores
6. Determine el valor de la tensión de la cuerda para que
el sistema se mueva con aceleración constante.
a) 150 [N]
b) 200 [N]
c) 205 [N]
d) 1189 [N]
e) Ninguna de las anteriores
7. Determine el valor del coeficiente de roce para el
bloque de 20 [Kg], sabiendo que la fuerza de roce vale
50 N
a) 0,25 b) 2,5 c) 0,025 d) 25 e) ninguna de las anteriores
8. Una vara de metal se encuentra en equilibrio tal
como indica la figura. Determine al valor de la fuerza F
para que se mantenga la condición de equilibrio.
a) 5 [N]
b) 3 [N]
c) 2,5 [N]
d) 2 [N]
e) 1 [N]
Para los problemas 9 y 10: Una caja de 20 [Kg] descansa
sobre una mesa horizontal áspera.
9. Determinar la fuerza mínima que es necesario aplicar
para poner en movimiento la caja si se sabe que el
coeficiente de roce entre las superficies es de 0.4
a) 4 [N] b) 40 [N] c) 80 [N] d) 200 [N] e) n.a
10. Determine la fuerza que es necesaria aplicar a la caja
para que se mueva con una aceleración de 0,5 [m/s2]
a) 80 [N] b) 90 [N] c) 70 [N] d) 80[N] e) n.a
11. Con respecto a la fuerza de roce se hacen las
siguientes afirmaciones:
I- El valor de la fuerza de roce cinético depende de la
velocidad del cuerpo
II- La fuerza de roce es de origen intermolecular
III- En gráfico de fuerza de roce versus fuerza normal, la
pendiente indica el coeficiente de roce
Entonces es(son) verdadera(s)
a) Sólo I b) Sólo II c) Sólo III d) Sólo II y III e) I, II y III
12. Si el coeficiente de roce es 0,8, entonces si el cuerpo
masa 10 Kg y está en reposo en una superficie plana, la
fuerza de roce tiene un valor de:
a) 80 N b) 08 N c) 800 N d) 8 N e) Ninguna anterior
13. En la figura mostrada, el cuerpo tiene una masa de 8
kg, si la fuerza aplicada es de 80 Newton y μk = 0,2 .
Calcular la aceleración del bloque (g = 10 m/s2).
a) 6 m/s²
b) 8 m/s²
c) 4 m/s²
d) 2 m/s²
e) 1 m/s²