Actividades F 4º - IES Alonso Quesada

Movimiento de los cuerpos: Cinemática y dinámica. 4º ESO
IES Alonso Quesada
1. Calcular la resultante de dos fuerzas de 6 N y 8N: a) de la misma dirección y sentido; b) de la misma
dirección y sentido contrario; c) si son perpendiculares
Solución: 14 N; 2 N; 10 N
2. Al aplicar una fuerza de 5 N a un muelle de 15 cm de longitud este se alarga hasta los 20 cm. Calcular a) la
constante elástica del muelle. b) la longitud del muelle aplicar una fuerza de 3 N.
Solución: 100 N·m-1; 0,18 m=18 cm.
3. Dos móviles A y B parten, para encontrarse, desde dos ciudades que distan 10 km entre sí; la velocidad de A
es 50 km/h y la de B 40 km/h. Calcula el punto en el cual se encuentran y el tiempo que tardan en encontrarse.
Solución: Se encuentran a 5,56 km medidos desde donde sale A; 6 minutos y 40 segundos
4. Desde un acantilado de 3 metros de altura, se lanza verticalmente hacia arriba una piedra con una velocidad
de 6 m/s. Si la aceleración de la gravedad la tomamos como 10 ms-2 calcular:
a) la altura máxima alcanzada medida desde el nivel del mar.
b) La posición y la velocidad después de 0,5 segundos y de 1 segundo después de haber lanzado la piedra.
c) Tiempo que tarda en chocar con el agua desde que fue lanzada y la velocidad con la que choca.
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Solución: a) 4,8 metros; b) 4,75 m; 1 ms (subiendo); 4 m; 4 ms (bajando); c) 1,58 s; 9,8 ms
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5. Desde lo alto de una torre se deja caer una piedra y tarda 4 segundos en llegar al suelo. Calcular la altura de
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la torre y la velocidad con la cual llega al suelo.(g=10 ms-2).
Solución: 80 m; 40 ms
6. Un ciclista parte del reposo y durante 30 segundos recorre 450 metros, llegando a un punto A. A partir de
este punto y durante 25 segundos mantiene la rapidez que alcanzó, llegando al punto B. En ese instante
acelera a razón de 2 m/s2 durante 5 segundos llegando al punto C. A partir de este punto deja de pedalear y por
efecto del rozamiento se detiene a los 40 segundos. Calcular: a) Distancia recorrida por el ciclista. b) Gráfica
velocidad-tiempo. c) Rapidez media del ciclista.
Solución: a) 2175 m; c) 21,75 m/s
7. Dos poleas, de radios a=10 cm y b=25 cm, giran unidas por una correa transmisora. Si la polea de radio b
gira a 300 rpm, calcula: a) Velocidad angular, en rad/s, de cada polea.
b) Velocidad lineal de un punto situado en la periferia de cada una de las poleas. c) Período de cada polea.
Solución: a) 10 π rad/s; 25 π rad/s; b) 2,5 π m/s; c) 0,2 y 0,08 segundos
8. Desde una altura h se lanza verticalmente y hacia abajo una piedra con una rapidez de 20 m/s. Si sabemos
que tarda 5 segundos en llegar al suelo. Si tomamos 10 ms-2 el valor de la aceleración de la gravedad, calcular:
a) Altura desde la que se lanzó la piedra. b) Velocidad que tiene la piedra al llegar al suelo.
c) Tiempo que tarda en recorrer 200 metros.
Solución: a) 225 metros; b) 70 m/s; c) 4,63 segundos
9. El radio de las ruedas delanteras de un carro es de 60 cm, y el de las traseras 110 cm. Cuando este carro
circula con rapidez constante las ruedas delanteras giran a razón de 160 rpm Determinar: a) Velocidad angular
de las traseras. b) Velocidad lineal con que se mueve el carro. c) El número de vueltas que habrán dado ambas
ruedas en 1 km de camino.
Solución: a) 32 π /11 rad/s; b) 16 π/5 m/s; c) 265,3 y 146,68 vueltas
10. Un automóvil parte del reposo y durante 10 segundos acelera a razón de 2 m/s2. Al cabo de ese tiempo, se
mantiene constante la velocidad durante 20 segundos, para luego frenar con una aceleración de 4 m/s2 hasta
que se detiene. Calcular: a) La distancia recorrida por el automóvil. b) La gráfica velocidad-tiempo. c) La
rapidez media del automóvil.
Solución: a) 550 metros; c) 13,75 m/s
11. Una polea de 2 dm de diámetro gira con una velocidad en la periferia de 9,8 m/s. Hallar el número de
vueltas que da por minuto y su velocidad angular.
Solución: 935,8 vueltas en un minuto (rpm); 98 rad/s
12. Un automóvil se mueve a 36 km/h y disminuye su velocidad uniformemente hasta detenerse mientras
recorre 50 metros. Calcula la aceleración y el tiempo que tarda en detenerse. Representa la gráfica posición
tiempo y la velocidad-tiempo para ese movimiento.
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Solución: 1 ms ; 10 segundos
13. Un automóvil de 1000 kg se mueve con una velocidad de 45 km/h. Dicho automóvil acelera durante 5
segundos hasta alcanzar una velocidad de 90 km/h. Y a continuación frena durante 10 segundos y se para.
Considera que no existe rozamiento. ¿Cuánto vale la fuerza aceleradora? ¿Cuánto vale la fuerza deceleradora?
¿Cuál es la distancia recorrida en la frenada? Si la fuerza de rozamiento fuera de 100 N, ¿qué distancia se
recorre en la frenada?
Solución: 2500 N; 2500 N; 125 m; 120,2 m
14. El motor de un coche de 1000 kg de masa ejerce una fuerza de 10000 N cuando éste se desplaza por una
carretera horizontal. En esas condiciones el coche avanza con una rapidez constante de 108 km/h. ¿Cuánto
vale la fuerza de rozamiento ejercida por el aire y por la carretera? Justifica la respuesta. Si se para el motor del
coche, ¿cuánto tardará en detenerse en las condiciones anteriores?
Solución: 10000 N; La resultante tiene que ser cero; 3 segundos
15. Al aplicar una fuerza de 90 N sobre un cuerpo de 12 kg de masa situado sobre el suelo, ese cuerpo alcanza
una velocidad de 5 m/s en 10 segundos. Si el cuerpo parte del reposo, calcula: a) La aceleración del
movimiento del objeto. b) El espacio recorrido por el cuerpo durante un minuto de tiempo. c) La fuerza de
rozamiento existente entre el objeto y el suelo. d) El espacio recorrido por el objeto si la fuerza aplicada es de
40 N.
Solución: 0,5 ms-2; 900 m; 84 N; la fuerza de rozamiento es mayor.
16. Sobre un cuerpo de 250 gramos de masa, inicialmente en reposo, se aplica una fuerza horizontal de
90N. Mientras se aplica esta fuerza, 8 segundos, el cuerpo recorre 45 m. Calcula: a) La fuerza de rozamiento. b)
Velocidad que alcanza a los 8 segundos. c) Si a partir de los 8 segundos, cesara de actuar la fuerza de 90 N,
¿qué tiempo tardaría en pararse?
Solución: 89,65 N; 11,25 ms-1; 0,03 s
17. Explica los siguientes términos y pon un ejemplo: a) aceleración; b) desplazamiento; c) 2ª ley de Newton. d) aceleración
normal o centrípeta; e) periodo; f) Ley de Hooke; g) efectos de las fuerzas; h) composición de fuerzas; i) velocidad media;
k) caída libre; l) movimiento rectilíneo uniforme m) Movimiento rectilíneo uniformemente variado; n) Movimiento circular
uniforme; o) velocidad angular, p) frecuencia; q) peso de un cuerpo.