Colección de problemas 4º E.S.O. DINÁMICA

1.- ¿Qué es una fuerza? 2.- ¿Cómo se identifican las fuerzas? 3.- ¿Cómo pueden interaccionarse los cuerpos? 4.- ¿Cómo clasificarías las fuerzas teniendo en cuenta la interacción de los cuerpos? 5.- ¿Qué entiendes por fuerza de rozamiento? 6.- ¿Cuándo estamos en presencia de una fuerza elástica? 7.- Define peso de un cuerpo. 8.- ¿A qué llamamos fuerzas electrostáticas? 9.- ¿Qué entiendes por fuerzas magnéticas? 10.- Entre las fuerzas de rozamiento, elásticas, peso, eléctricas y magnéticas, señala cuáles son por contacto y cuáles son a distancia. 11.- Las fuerzas, ¿son magnitudes escalares o vectoriales? 12.- Describe experiencias de la vida cotidiana que te indican que existe una relación entre fuerza y movimiento. 13.- ¿Por qué Aristóteles consideraba imposible la ausencia de rozamiento? 14.- ¿Cómo resumió Galileo sus experiencias sobre los movimientos imaginando que el rozamiento fuera nulo? 15.- Newton identifica las fuerzas con las causas que producen cambios en los estados de reposo o de movimiento de los cuerpos y enuncia unas leyes, ¿qué nombre recibe esta parte de la física? 16.- Enuncia la primera ley de Newton. 17.- ¿Qué otro nombre recibe esta ley? 18.- ¿A qué llamamos inercia? 19.- ¿Qué es la masa de un cuerpo? 20.-¿Qué dice la segunda ley de Newton? 21.- ¿Cómo se conoce a la segunda ley de Newton? 22.- ¿Cuál es la unidad de fuerza en el Sistema Internacional?. Defínela. 23.- ¿Conoces otras unidades de fuerza? 24.- Escribe las diferencias entre masa y peso.

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25.- ¿A qué llamamos composición de fuerzas? 26.- ¿Cuándo diremos que un cuerpo está en equilibrio de traslación? 27.- ¿A qué llamamos fuerza normal? ¿Qué características tiene? 28.- Escribe la expresión matemática de la Ley de Hooke, indicando el significado de cada una de sus variables. 29.- Enuncia la tercera ley de Newton. 30.-¿Recibe la tercera ley de Newton algún otro nombre? 3 1.- ¿Qué características peculiares señalarías de las fuerzas de acción y reacción? 32.- ¿Qué dirección y sentido tienen las fuerzas de rozamiento? 33.- ¿Cuál es el valor máximo de la fuerza de rozamiento? 34.- ¿De qué factores depende la fuerza de rozamiento? 35.- ¿A qué se llama fuerza tangencial? 36.- ¿Cómo podemos modificar la dirección de la velocidad? 37.- ¿Conoces cómo conseguir que se modifique sólo la dirección? 38.-¿Recibe algún nombre especial esta fuerza? 39.- Define momento de una fuerza con respecto a un punto. 40.- ¿Qué es un par de fuerzas? 41.- ¿Cuándo un cuerpo está en equilibrio de rotación? 42.- Dos fuerzas de 6 N y 8 N, respectivamente, están aplicadas a un mismo cuerpo rígido. Halla la intensidad de la resultante suponiendo: a) Que las dos tienen la misma dirección y sentido. b) Que tengan la misma dirección y sentido contrario. c) Que formen un ángulo recto. 43.- La resultante de dos fuerzas aplicadas a un punto, que forman entre sí un ángulo recto, tiene por intensidad 15 N y una de ellas tiene por intensidad 9 N. ¿Cuál es la intensidad de la otra fuerza? 44.- Las dos componentes de una fuerza son en el eje OX, Fx= 18 N y en el eje OY, Fy= 24 N. ¿Cuál es el módulo de la fuerza y que ángulo forma con el eje X? 45.- Una fuerza determinada, aplicada a dos cuerpos diferentes, ha producido en el primero doble aceleración que en el segundo. ¿Cómo han de ser las masas de cada cuerpo para que se produzca este efecto? 46.- Si un hombre ejerce una fuerza de 15 N tirando de un dinamómetro y, al mismo tiempo, otro señor equilibra la fuerza en sentido contrario con otra fuerza igual a -15 N, ¿qué fuerza indica el dinamómetro? 2

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47.- En los extremos de una barra de 10 m de longitud se aplican dos fuerzas paralelas de 20 N y 30 N, en la misma dirección y sentido. Calcula su resultante analítica y gráficamente. 48.- Sí las fuerzas del ejercicio anterior, tuviesen distinto sentido, ¿cuál sería la resultante y su punto de aplicación? 49.- La resultante de dos fuerzas paralelas y de sentidos contrarios mide 27 N y está situada a 1 m de la fuerza mayor. ¿Cuánto vale la fuerza menor si la distancia que separa a ambas fuerzas es de 3 m.? 50.- Entre Helena y Adrián quieren llevar una piedra de 120 kg de masa colgándola de una barra de 3 m de longitud, cuyos extremos apoyan en sus hombros. ¿De qué punto debe colgar la piedra para que Adrián soporte el doble peso que Helena? 51.- Raquel y Marina transportan otra piedra de 90 kg con la misma barra. Para soportar el mismo peso cuelgan la piedra del punto medio de la barra, pero al medir se confunden y la cuelgan a 140 cm de Marina. ¿Qué peso soporta cada una? 52.- Hemos aplicado, sucesivamente, una misma fuerza a dos cuerpos diferentes. En el primero que tiene una masa 10 veces superior a la del segundo, ha producido una aceleración de 25 m/s2. Averigua la aceleración que ha producido en el segundo. 53.- Utilizando un tablón de 2 m queremos subir un objeto de 100 kg un desnivel de 0,5 m. Si no hay rozamiento, ¿qué fuerza mínima debemos hacer para que no se caiga? 54.- Dos fuerzas de 20 N cada una y de sentidos contrarios se aplican en los extremos de una barra de 1 m de longitud, formando con ella un ángulo de 30'. ¿Cuánto vale el momento del par que originan? 55.- El momento de un par de fuerzas aplicadas a una barra de 2 m de longitud vale 50 N · m. ¿Cuál es el valor de cada una de las fuerzas componentes si son perpendiculares a la barra? 56.- Sobre un cuerpo de 3 kg, apoyado sobre una superficie horizontal se aplican fuerzas de 10 N, 20 N, 30 N y 40 N, empezando a deslizar cuando se le aplica ésta última. Haz un esquema de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo y calcula el rozamiento en cada uno de los casos. 57.- Un conductor se ve obligado a empujar su coche averiado, con una fuerza de 200 N, constante. Si la masa del coche es de 1.000 kg, y se desprecia el rozamiento, ¿qué velocidad alcanzará el coche al cabo de 20 segundos en una carretera recta y horizontal? 58.- De un cuerpo de 5 kg, apoyado sobre una superficie horizontal, se tira con una fuerza constante de 20 N paralela al suelo. Suponiendo que no existe rozamiento, ¿qué aceleración le produce al cuerpo y qué velocidad adquiere al cabo de 2 segundos? 59. - Sabemos que la fuerza horizontal necesaria para arrastrar un cuerpo de 100 kg de masa sobre una superficie horizontal con velocidad uniforme es de 300 N. Calcula el coeficiente dinámico de rozamiento. 60.- Un camión de 13 toneladas de masa se mueve por una carretera horizontal, pasando de 45 a 90 km/h en 130 segundos. Calcula la fuerza del motor supuesta constante. 61.- Sobre una superficie horizontal se encuentra un cuerpo de 10 kg. El coeficiente de rozamiento entre la superficie y el cuerpo es µ = 0,2. Tiramos del cuerpo con una fuerza 3

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paralela al suelo de 30 N. ¿Será suficiente para deslizarlo?. Si es así, ¿qué aceleración le comunica? 62.- Un camión de 15 toneladas parte del reposo y después de recorrer 750 m con movimiento uniformemente acelerado lleva una velocidad de 72 km/h. ¿Cuál es la resultante de las fuerzas que actúan sobre el camión? 63.- Si a un cuerpo de 16 kg lo queremos deslizar por una superficie horizontal tirando de él con una fuerza de 8 N que forma un ángulo de 60' con la horizontal. ¿Qué parte de la fuerza es efectiva para deslizar el cuerpo? ¿Qué aceleración le comunica? 64.- Para arrastrar un objeto de 20 kg sobre una superficie horizontal, le aplicamos una fuerza de 40 N formando un ángulo de 600 con la horizontal. Si el coeficiente de rozamiento del objeto y la superficie es µ = 0,1. Calcula la aceleración que se le comunica al cuerpo y el tiempo que tardará en recorrer 100 m. (Datos: g 10 m/s2; sen 60º = 0,86; cos 60º = 0,5) 65.- Queremos subir un cuerpo de 10 kg sobre un plano inclinado de 30' con la horizontal. El coeficiente de rozamiento µ = 0,2 ¿Qué fuerza debemos aplicarle para que suba con una aceleración de 2 m/s2? 66.- Si una vez arriba lo dejamos deslizar, ¿cuánto tardará en llegar al final del plano inclinado si la longitud del mismo es de 6 m? 67.- ¿Con qué fuerza debemos sujetar un objeto de 40 kg apoyado en un plano inclinado de 30º con un coeficiente de rozamiento entre el objeto y la superficie de µ = 0,2, para que deslice con velocidad uniforme? 68.- De una máquina de Atwood penden cuerpos de 10 y 20 g. Calcula la aceleración del sistema y el tiempo que tardarán en separase 2 m suponiendo que inicialmente están a la misma altura. 69.- Un yate de 300 toneladas lleva una velocidad de 36 km/h ¿Qué fuerza es necesaria para detenerlo en 40 segundos? 70.- Un cuerpo de 4 kg cae desde una altura de 50 m y recorre los espacios que se indican en los tiempos señalados, ¿qué fuerza actúa sobre él? tiempo (s) espacio (m)

0 0

1 5

2 20

3 45

71.- Sobre una mesa tenemos apoyado un cuerpo de 2 kg de masa unido mediante una cuerda inextensible y sin masa a través de una polea a otro cuerpo de 2 kg que cuelga. Despreciando el rozamiento, haz un esquema de las fuerzas que actúan y calcula la aceleración con que se mueve el sistema y el tiempo que les cuesta desplazarse 10 m. 72.- ¿Cómo se modificarían los resultados si el coeficiente de rozamiento fuera µ = 0,2? 73.- Un tomillo ofrece una resistencia a ser soltado de 240 N · m. ¿Qué fuerza hay que aplicar en el extremo de una llave inglesa de 30 cm para soltar tomillos? 74.- Un carretillo mide desde el eje de la rueda hasta el extremo que se levanta con las manos 80 cm y tiene vacío una masa de 3 kg. Si Nicola sólo puede hacer una fuerza de 2 10 N, ¿cuánto peso podrá transportar sabiendo que la carga se coloca a 0,30 m del eje de la rueda?

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75.- Para que un cuerpo pueda girar en una curva de 60 m de radio a la velocidad de 72 km/h, sin derrapar ¿cuál ha de ser el coeficiente de rozamiento mínimo? 76.- Un paracaidista de 80 kg se lanza desde un avión y recorre los 100 primeros metros en caída libre. ¿Qué velocidad lleva en ese momento? Si se lanzó desde 1 .000 m ¿qué fuerza debe hacer el paracaídas para que llegue al suelo con una velocidad de 2 m/s?

77.- Se han obtenido los siguientes datos sobre la constante de un muelle: ∆x (cm) F (N)

4,8 100

14,4 300

19,2_ 400

24,0 500

28,8 600

Representa F en función de ∆x y halla la constante, K, del muelle. 78.- Una locomotora tiene una masa de 50 toneladas y va unidad a tres vagones de 25 toneladas cada uno. Si el coeficiente de rozamiento es µ = 0,1 calcula la fuerza de tracción de la locomotora para circular a 100 km/h. ¿Cuál es la tensión del enganche del último vagón? 79.- Una palanca de 2 m con un punto de apoyo a 0,50 m de un extremo se utiliza para remover piedras en una cantera. ¿Qué fuerza tendremos que hacer para remover una piedra de 200 kg de masa? 80.- Con un cubo lleno de agua intentamos realizar un movimiento circular en un plano vertical. ¿Cuál es la velocidad mínima en el punto más alto para que el agua no se derrame?

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