1314-problemas dinámica castellano

Science and Technology Department
FÍSICA
UNIDAD 3
4 º
E S O
LAS FUERZAS Y EL MOVIMIENTO. DINÁMICA
1a ley de Newton
1 . Un ciclista en movimiento ejerce una fuerza motriz de 300 N. Representa
todas las fuerzas que actúan sobre la bicicleta , sabiendo que la masa conjunta
del ciclista y de la bicicleta es de 120 kg y que se desplaza a velocidad
constante , y haz los cálculos siguientes :
a) El valor de la fuerza de fricción .
b ) El peso de la bicicleta con el ciclista .
c ) La fuerza normal .
2 . Determina el valor del peso y de la fuerza normal que actúan sobre una
mesa de 40 kg apoyada y en reposo sobre una superficie horizontal . Explica
qué elemento ejerce ambas fuerzas .
3 . El cable de una grúa sostiene un bloque con una masa de 300 kg .
Representa las fuerzas que actúan sobre el bloque y determina la tensión del
cable en los siguientes casos:
a) El bloque asciende a una velocidad constante de 3 m / s.
b ) El bloque baja a una velocidad constante de 2 m / s.
c ) El bloque se mantiene en reposo .
4 . Un coche tiene una masa de 500 kg y se desplaza con MRU . La fuerza que
ejerce el motor es de 400 N. Representa las fuerzas que actúan y calcula :
a) El peso del coche y el valor de la normal .
b ) El valor de la fuerza de fricción .
5 . Un ascensor de 300 kg cuelga de un cable que impide que se caiga.
a) Haz un esquema de las fuerzas que actúan.
b ) Determina la tensión del cable en el caso de que el ascensor esté en
reposo.
c ) Haz lo mismo si el ascensor sube o baja a velocidad constante .
d) ¿Qué relación hay entre los resultados de los apartados c ) y d ) ?
2 ª ley de Newton
6 . El conductor de un automóvil que circula por una carretera apaga el motor .
Sabiendo que la fricción de las ruedas con el suelo equivale a 500 N y que la
masa del coche es de 600 kg, representa las fuerzas que intervienen y haz los
cálculos siguientes :
a) La resultante de las fuerzas que actúan sobre el automóvil .
b ) Su aceleración ( analiza el signo ) .
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7 . Calcula la fuerza con la que tiene que frenar un avión que toca la pista de
aterrizaje a una velocidad de 200 km / h si quiere frenar en 10 s .
8 . Queremos subir un mueble atado con una cuerda. Sabiendo que con la
cuerda ejercemos una fuerza de 300 N y que el mueble sube con una
aceleración de 1 m/s2 , ¿cuál es la masa y el peso del mueble ?
9 . Una esquiadora de 490 N de peso sale del reposo y alcanza una velocidad
de 18 km / h en 30 s. Sabiendo que la fricción de los esquís con la nieve
equivale a una fuerza de 50 N , haz los cálculos siguientes :
a) La masa de la esquiadora .
b ) La aceleración que lleva .
c ) La fuerza que ejercen sus músculos .
10 . Un autobús de 1 t , que circula por ciudad , lleva una velocidad de 42 km /
h cuando el conductor ve un semáforo en rojo a una distancia de 50 m.
determina :
a) La aceleración con la que tiene que frenar para quedar parado en el
semáforo .
b ) La fuerza de los frenos necesaria para lograr esta aceleración .
11 . Si la fuerza necesaria para mover un armario tiene un valor de 20 N,
¿cuánto valdrá la fuerza de fricción si la empujamos con un fuerza de 10 N ?
12 . ¿Qué fuerza tenemos que hacer para mover un cuerpo de 30 kg sobre una
superficie horizontal si el coeficiente de fricción de la superficie es  = 0,2 ?
13 . El motor de un coche de 600 kg ejerce una fuerza de 2000 N. Calcula la
aceleración que llevará este móvil si el coeficiente de rozamiento de las ruedas
con el suelo es de 0,136.
14 . El peso de una roca en la Luna es de 20 N. Teniendo en cuenta que la
aceleración de la gravedad en la Luna es de 1,6 m/s 2 , haz los cálculos
siguientes :
a) La masa de esta roca.
b ) El peso de la roca en la Tierra.
15 . Un patinador de 70 kg de masa sale del reposo y alcanza una velocidad de
3 m / s en 5 s haciendo con sus músculos una fuerza de 50 N.
Representa las fuerzas que actúan sobre el patinador y haz los cálculos
siguientes:
a) El valor de la aceleración adquirida.
b ) El valor de la fuerza de fricción de sus patines con el suelo.
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Actividades de ampliación
16 . Se arrastra, con una cuerda horizontal, un baúl de 30 kg de masa .
Sabiendo que la fuerza de fricción del baúl con el suelo es de 40 N , representa
las fuerzas que actúan sobre el baúl y calcula la tensión de la cuerda en los
siguientes casos:
a) El baúl se desplaza a velocidad constante.
b) El baúl sale del reposo y alcanza una velocidad de 1 m / s después de
recorrer 10 m. Cambiará la fuerza si a partir de este momento mantiene la
velocidad de manera constante?
c ) El baúl se mueve a 1 m / s y reduce su velocidad hasta que queda parado
en 10 m .
17 . Un coche de 500 kg de masa sale del reposo y el motor ejerce una fuerza
de 3000 N. Alcanza una velocidad de 36 km / h en 4 s. A continuación, apaga
el motor y recorre una cierta distancia hasta que se detiene. calcula:
a) La aceleración que lleva cuando el motor está encendido.
b) El valor de la fuerza de fricción.
c) La aceleración que lleva cuando apaga el motor.
d) La distancia que recorre con el motor apagado.
18. Un paleta sube en vertical un bloque de piedra mediante una cuerda que
pasa por una polea. La masa del bloque es de 60 kg y la fuerza que ejerce la
cuerda es de 1000 N.
Calcula la fuerza de rozamiento de la cuerda con la polea sabiendo que la
piedra sube con una aceleración de 5 m/s2.
19. Una nave espacial pesa 4900 N en la tierra y 1850 N en Marte. Determina:
a) La masa de la nave.
b) La aceleración de la gravedad en Marte.
20. Se arrastra, con una cuerda horizontal, un baúl de 30 kg de masa.
Sabiendo que la fuerza de fricción del baúl con el suelo es de 40 N, representa
las fuerzas que actúan sobre el baúl y calcula la tensión de la cuerda en los
casos siguientes:
a) El baúl se desplaza a velocidad constante.
b) El baúl sale del reposo y alcanza una velocidad de 1 m/s después de
recorrer 10 m. ¿Cambiará la fuerza si a partir de este momento mantiene la
velocidad de manera constante?
c) El baúl se mueve a 1 m/s y reduce su velocidad hasta que se para en 10 m.
Ley de Gravitación Universal
21. Un cuerpo de 50 kg de masa está situado a 1000 m sobre la superficie
terrestre. Determina:
a) La fuerza con la que la Tierra lo atrae.
b) La fuerza con la que el cuerpo atrae a la Tierra.
c) La aceleración que experimenta la Tierra a causa de esta fuerza.
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Datos: Mt= 5,98·1024 kg; RT=6300 km
22. Un satélite artificial de 3 t gira alrededor de la Tierra a una altura de 5000
km. Determina:
a) Su peso en la superficie de la Tierra.
b) Su peso a la altura a la que se encuentra.
c) La aceleración de la gravedad a la altura a la que se encuentra.
23. Calcula la aceleración de la gravedad en Venus si la masa de este planeta
es de 4,9·1024 kg y el radio es de 6052 km.
24. Calcula la fuerza con la que la Tierra atrae a Júpiter. Datos: Ms=1,99·10 30
kg; MJ=1,0·1027 kg; dS-J=7,78·108 km.