Ejercicios Tema 5_Fuerzas_Dinámica

Física y Química
4º E.S.O.
Curso 2012/13
TEMA 5: Fuerzas. Dinámica.
1.- Un automóvil de 800 kg que se desplaza con una velocidad de 72 km/h frena y se detiene en 8 s.
Despreciando la fuerza de rozamiento, calcula:
a) El espacio que recorre antes de parar. (Sol.: 80 m)
b) La fuerza de frenado que actúa. (Sol.: 2000 N)
2.- En la publicidad de un nuevo modelo de coche, cuya masa es de 1296 kg, se afirma que
partiendo del reposo es capaz de alcanzar los 100 km/h en 9 s. Despreciando la fuerza de
rozamiento, calcula:
a) La fuerza ejercida por el motor. (Sol.: 4000 N)
b) El espacio que habrá recorrido a los 4 s. (Sol.: 24,7 m)
3.- Empujamos un objeto de 75 kg situado sobre un plano horizontal con una fuerza paralela al
plano de 100 N. Debido a ello y despreciando el rozamiento, el cuerpo recorre 50 m en 10 s. Calcula:
a) La fuerza de rozamiento que se opone al movimiento. (Sol.: 25 N)
b) La velocidad final que alcanza si no dejamos de hacer fuerza. (Sol.: 10 m/s)
c) Representa gráficamente x-t y v-t del movimiento.
4.- Un cuerpo de 10 kg de masa se mueve con una velocidad de 40 m/s. Si actúa una fuerza de
rozamiento de 10 N, calcula:
a) El tiempo que debe transcurrir para que la velocidad se reduzca a la mitad. (Sol.: 20 s)
b) El espacio que recorrerá en ese tiempo. (Sol: 600 m)
5.- Sobre un cuerpo de 10 kg de masa que se mueve a una velocidad de 3 m/s actúa una fuerza
constante de 30 N en la dirección y el sentido del movimiento. Calcula la aceleración adquirida por
el cuerpo y la distancia recorrida en 2 s, suponiendo despreciable el rozamiento. (Sol.: 3 m/s2, 12 m)
6.- Aplicamos una fuerza constante de 125 N a un cuerpo de 20 kg de masa que inicialmente está en
reposo. Calcula:
a) La aceleración adquirida por el cuerpo. (Sol.: 6,25 m/s2)
b) La distancia recorrida por éste en 5 s. (Sol.: 78,1 m)
7.- Un cuerpo de 20 kg aumenta su velocidad en 10 m/s por acción de una fuerza constante aplicada
durante 2 s. Calcula el valor de la fuerza y la velocidad del cuerpo al cabo de 0,5 s si su velocidad
inicial era de 25 m/s. (Sol.: 100 N, 27,5 m/s)
8.- Un automovilista cuyo coche tiene una masa de 800 kg viaja con una velocidad de 90 km/h y ve
un obstáculo situado a 60 m.
a) Calcula la fuerza que debe desarrollar el freno para que evitar el golpe suponiendo
despreciable el rozamiento. (Sol.: 4160 N)
b) Calcula ahora la fuerza del freno suponiendo que la fuerza de rozamiento neumáticocarretera es de 2000 N. (Sol.: 2160 N)
9.- Un cuerpo de 1 kg de masa, que inicialmente está en reposo, adquiere una aceleración de 2 m/s2
cuando actúa una fuerza sobre él. Calcula:
a) El valor de la fuerza. (Sol.: 2 N)
b) La distancia recorrida por el cuerpo en 5 s. (Sol.: 25 m)
c) La velocidad que lleva el cuerpo al cabo de ese tiempo. (Sol.: 10 m/s)
d) Representa gráficamente x-t y v-t del movimiento del cuerpo.
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10.- a) Suponiendo despreciable el rozamiento, calcula el valor de la fuerza aplicada a un cuerpo
de 12 kg de masa si partiendo del reposo ha alcanzado una velocidad 20 m/s en un tiempo de 5 s.
(Sol.: 48 N)
b) ¿Qué espacio habrá recorrido el cuerpo en dicho tiempo? (Sol.: 50 m)
c) Representa gráficamente x-t y v-t del movimiento del cuerpo.
11.- Sobre un cuerpo de 2 kg, inicialmente en reposo, se aplica una fuerza de 40 N durante 6 s.
Contesta las siguientes preguntas suponiendo despreciable el rozamiento:
a) ¿Cuál es su velocidad al cabo de ese tiempo? (Sol.: 120 m/s)
b) ¿Qué espacio ha recorrido? (Sol.: 360 m)
c) Representa gráficamente x-t y v-t del movimiento del cuerpo.
12.- La fuerza de rozamiento entre un objeto y la superficie horizontal en la que se apoya es igual a
10 N. Suponiendo que su masa es de 5 kg, calcula:
a) La aceleración al aplicar sobre él una fuerza horizontal de 20 N. (Sol.: 2 m/s2)
b) El tiempo que tardará en alcanzar una velocidad de 20 m/s suponiendo que partía del
reposo. (Sol.: 10 s)
c) El espacio que habrá recorrido en ese tiempo. (Sol.: 100 m)
d) La aceleración al aplicar sobre él una fuerza horizontal de 20 N suponiendo además que el
objeto se ve frenado por la fuerza del viento que vale 10 N. ¿Qué conclusiones sacas del
resultado obtenido? ¿En qué te basas para justificarlo? (Sol.: a = 0)
e) Representa gráficamente x- t y v-t.
13.- El motor de una locomotora de 50 toneladas ejerce durante la arrancada una fuerza de 120.000
N. Despreciando la fuerza de rozamiento, contesta:
a) ¿Con qué aceleración arranca la locomotora? (Sol.: 2,4 m/s2)
b) ¿Cuál es la velocidad a los 15 s de haber arrancado? (Sol.: 36 m/s)
c) ¿Qué espacio recorre en ese tiempo? (Sol.: 270 m)
d) Representa gráficamente x-t y v-t.
14.- Un cuerpo de 2 kg se desliza sobre una pista de hielo con una velocidad de 20 m/s.
Transcurridos 20 s, la velocidad se ha reducido a la mitad. Calcula:
a) La fuerza de rozamiento que actúa sobre el cuerpo. (Sol.: 1 N)
b) El tiempo que tarda en detenerse. (Sol.: 40 s)
c) La distancia que recorre en su movimiento hasta pararse. (Sol.: 400 m)
d) Representa gráficamente x-t y v-t.
15.- Un automóvil de 1000 kg de masa se desplaza a 72 km/h y frena, deteniéndose al cabo de 15 s.
a) ¿Qué fuerza ejercen sus frenos si despreciamos la fuerza de rozamiento? (Sol.: 1300 N)
b) ¿Qué espacio habrá recorrido antes de detenerse? (Sol: 153,75 m)
c) ¿Cuál sería esa fuerza si se hubiera detenido tras recorrer 100 m? (Sol.: 2000 N)
16.- Un trozo de madera, de 3 kg de masa, se desliza sobre un plano inclinado 30º sobre la
horizontal. Si la fuerza de rozamiento es de 2,7 N, calcula:
a) La aceleración con la que cae. (Sol.: 4 m/s2)
b) La velocidad con la que llega al final del plano si cae durante 2 s partiendo del reposo. (Sol.:
8 m/s)
c) El espacio que recorre en ese tiempo. (Sol.: 8 m)
17.- Desde lo alto de un plano inclinado de 4 m de longitud y ángulo de inclinación 30º, se deja caer
un cuerpo de 5 kg de masa. Despreciando el rozamiento, calcula:
a) La velocidad con la que llega al final del plano. (Sol.: 6,32 m/s)
b) El tiempo que tarda en llegar a la base. (Sol.: 1,26 s)
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c) Repite los apartados anteriores suponiendo que hay una fuerza de rozamiento de 4 N. (Sol.:
5,8 m/s; 1,38 s)
18.- Un cuerpo de 10 kg de masa se encuentra situado sobre un plano inclinado 30º. Si tiramos de él
hacia arriba con una fuerza de 66 N y la fuerza de rozamiento entre el cuerpo y el plano es de 17 N.
Calcula la aceleración del cuerpo. ¿Qué conclusiones sacas del resultado obtenido? ¿En qué te basas
para justificarlo? (Sol.: a = 0)
19.- ¿Qué fuerza hemos de ejercer sobre un cuerpo de 5 kg de masa para que ascienda por un plano
inclinado 30º con velocidad constante? ¿Y si el cuerpo tiene una masa de 15 kg? (Sol.: 25N, 75N)
20.- Determina el valor de la fuerza normal que actúa sobre un automóvil de 1200 kg de masa en los
siguientes casos:
a) El automóvil circula por una carretera horizontal. (Sol.: 11.760 N)
b) El automóvil sube una rampa inclinada 30º respecto a la horizontal. (Sol.: 10.184 N)
21.- Calcula el peso de un cuerpo que experimenta una fuerza normal de 35 N cuando está apoyado
sobre una superficie inclinada 45º respecto a la horizontal. (Sol.: 49,5 N)
22.- Lanzamos hacia arriba a lo largo de un plano inclinado de 20º un cuerpo de 3 kg de masa con
una velocidad de 10 m/s. Si la fuerza de rozamiento es de 8 N, calcula:
a) La aceleración que posee el cuerpo. (Sol.: 6,09 m/s2)
b) El tiempo que tarda en alcanzar la máxima altura. (Sol.: 1,64 s)
c) El espacio que habrá recorrido hasta detenerse. (Sol.: 8,2 m)
23.- Un cuerpo de masa 2 kg se desliza por un plano inclinado de 10 m de longitud, que forma un
ángulo de 30º con la horizontal. El cuerpo parte del reposo. Despreciando los rozamientos,
determina:
a) La aceleración con que se mueve. (Sol.: 4,9 m/s2)
b) El tiempo que tardará en recorrer todo el plano. (Sol: 2,02 s)
c) La velocidad con la que llega al final del plano. (Sol: 9,9 m/s)
d) El espacio que habrá recorrido al cabo de 1,5 s.
24.- Prescindiendo del rozamiento, calcula:
a) La distancia que recorrerá hasta pararse un cuerpo lanzado en sentido ascendente con una
velocidad inicial de 4 m/s desde la base de un plano inclinado 30º. (Sol.: 1,6 m)
b) La velocidad que llevará cuando haya recorrido medio metro. (Sol: 11,1 m/s)
c) El tiempo que tardará en pararse. (Sol: 0,8 s)
25.- Un cuerpo asciende por un plano inclinado 30º con una aceleración de 2 m/s2. Determina el
valor de la fuerza que le está obligando a subir.
26.- Calcula el valor de la fuerza normal que actúa sobre un cuerpo de 50 kg de masa en los
siguientes casos:
a) El cuerpo está apoyado sobre un plano horizontal. (Sol.: 490 N)
b) El cuerpo está apoyado sobre un plano inclinado 30º respecto a la horizontal. (Sol.: 424,4 N)
27.- Determina la fuerza normal que ejerce una superficie de apoyo sobre una escultura de 200 kg
de masa suponiendo que la superficie está inclinada 30º respecto a la horizontal. (Sol.: 1697,4 N)
Fin del tema
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