5° de secundaria – física

COLEGIO PARROQUIAL MIXTO SAN PEDRO CHANEL
SOCIEDAD DE MARIA (PADRES MARISTAS)
SULLANA
CURSO: FÍSICA
CRITERIO I: COMPRENSIÓN DE LA INFORMACIÓN
TEMA: DINÁMICA LINEAL Y CIRCULAR
PROFESOR: LIC. ROSA MELVA VERA R.
Dinámica

gA
gB
g C
B
W
WA
WC
Es una parte de la mecánica que se encarga de estudiar el
movimiento de los cuerpos teniendo en cuenta las causas que lo
producen.
SEGUNDA LEY DE NEWTON
“La aceleración que adquiere una partícula sometida a una fuerza
resultante que no es cero, es directamente proporcional a la
fuerza resultante e inversamente proporcional a la masa de dicha
partícula”
a = F/m
IMPORTANTE: Esta ley se cumplirá solamente en un sistema de
referencia inercial. Un sistema de referencia es inercial si carece de
todo tipo de aceleración; es decir: puede encontrarse en reposo o
experimentar M.R.U.
PESO (W): Es la fuerza gravitatoria con la cual un cuerpo celeste
(en nuestro caso la Tierra) atrae a otro, relativamente cercano a él.
MASA (m): Es una magnitud escalar que mide la inercia de un
cuerpo. Sin embargo la inercia de un cuerpo está en función de la
cantidad de materia que lo forma; es aceptable entonces afirmar
también que: Masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo;
por ejemplo: La masa de un vaso es la cantidad de vidrio que lo
forma. La masa de una carpeta, es la cantidad de madera, clavos y
pintura que lo forma.
La unidad de masa en el S.I. es el Kilogramo (kg)
Otras Unidades lo son el gramo (g), la libra (lb), etc.
CUANTIFICACIÓN DE LA MASA
Para esto se utiliza dos métodos, en cuyos casos la masa toma
para cada uno de ellos nombres particulares, estos son:
MASA INERCIAL (mi)
Se obtiene dividiendo la fuerza aplicada entre la aceleración
producida

F1

F2

F3
m
m
m

a1

a2
DINAMICA LINEAL
Hablaremos de dinámica lineal cuando la masa afectada por la
fuerza resultante se desplaza en forma rectilínea.

FR
m
Según la esquematización la masa se ve afectada por una fuerza
que es paralela al eje horizontal luego en el llamado eje dinámico
aplicaremos la segunda ley de Newton en la forma:
FR  m.a
Donde la fuerza resultante será el resultado de una fuerza neta a
favor de la aceleración “a”: es decir:
FR = fuerzas a favor de “a” – fuerzas en contra de “a”
DINÁMICA CIRCULAR
Es una parte de la mecánica que estudia las condiciones que deben
cumplir una o más fuerzas que actúan sobre un cuerpo, para que
éste realice un movimiento circunferencial.
ACELERACIÓN CENTRÍPETA (a C)
Es una magnitud vectorial que mide la rapidez con la cual cambia
de dirección el vector velocidad. La aceleración centrípeta se
representa mediante un vector dirigido hacia el centro de la
circunferencia.

a3

ac
R
MASA GRAVITACIONAL (m g)
Se obtiene dividiendo el peso del cuerpo, entre su respectiva
aceleración (g)

a

v
a c  2R
FUERZA CENTRÍPETA: Es la resultante de todas las fuerzas radiales
que actúan sobre un cuerpo con movimiento circunferencial y
viene a ser la responsable de obligar a dicho cuerpo a que su
1|5to
velocidad cambie continuamente de dirección, dando origen a la
aceleración centrípeta (a c) La fuerza centrípeta no es una fuerza
real como el peso, reacción, tensión, etc., es entonces, una
resultante de las fuerzas en la dirección del radio en cada instante.
Siendo así, dicha fuerza se puede representar de la siguiente
manera:
3.
Un cuerpo que pesa 10N desciende con velocidad constante
0
por un plano inclinado que hace un ángulo de 30 con la
horizontal. La fuerza F en newtons que hace subir al cuerpo
paralelamente al plano inclinado con aceleración constante
igual a la aceleración de la gravedad es :
F
a
v
f
30°
30°
CASOS COMUNES
a)45
Analicemos el diagrama de cuerpo libre de un móvil en
movimiento circunferencial en cuatro posiciones:
TB
d)20
e)15
Un hombre de 80Kg se ha colocado sobre una balanza de
resorte que marca los pesos en Newtons. Si ambos viajan
dentro de un ascensor que acelera hacia arriba con a= 2m/s 2
¿Cuál es la lectura de la balanza? g=10m/s2.
a)900 b)960 c)920 d)880 e)910
5.
Una masa de 4Kg reposa sobre un plano horizontal, con el
cual el coeficiente de fricción estático es 0,2. Se le aplica una
fuerza horizontal F=5N. Determinar la fuerza de fricción del
piso sobre el cuerpo. g=10m/s2.
a)4N
b)5N c)6N d)7N e)8N
B

T
c)30
4.
A, B, C y D, luego determinemos la fuerza centrípeta en cada
posición.
A
mg
TA
b)40
mg
D
D

os 
g.C
m
mg
.Se
n
6. En la figura mostrada el bloque de masa “M” tiene una
aceleración doble de masa “2M”. Existe rozamiento en todas
las superficies en contacto. Calcular el valor de " " cinético.
TC
C
mg
a)1.5
mg
En el punto “A”: FC = mg +TA
En el punto “B”: FC = TB
En el punto “C”: FC = TC –mg
En el punto “D”: FC = TD – mg.Cos
b)1.0
µ
c)0.5
d)0.2

e)0.1
6
M
2M
CRITERIO II: INDAGACIÓN Y EXPERIMENTACIÓN
DINÁMICA CIRCULAR
M
DINÁMICA LINEAL
1.
Dos cuerpos idénticos que están unidos por una cuerda yacen
sobre una mesa horizontal. La cuerda puede soportar sin
romperse una tensión de 2 N, sin considerar la fricción entre
los cuerpos y la mesa. La fuerza F máxima en Newtons que
puede aplicarse a uno de los cuerpos para que la cuerda no se
rompa es:
a )5
b )4
c )3
1
2
1.
Una piedra atada a una cuerda gira uniformemente
(velocidad angular constante) en un plano vertical.
Encontrar la masa “m” de la piedra si la diferencia entre
la tensión máxima y mínima en la cuerda es 40N. (g =
10 M/S2)
a) 10Kg
b) 2 Kg
c) 50Kg d) 20Kg
e) 1Kg
2.
¿Cuál es el coeficiente del rozamiento entre las llantas
de un auto de 1000kg y la calzada, si la velocidad
máxima que puede desarrollar en una curva de 50m de
radio sin patinar es 72km/h?.
a. 0,3
b. 0,4
c. 0,1
d.0,7
e.0,8
3.
Una pequeña esfera, gira en un plano horizontal,
F
d )2
e )1
2.
De la figura, se pide calcular la mínima aceleración de m2 para
que la masa m1 no resbale sobre m2 con coeficiente de
fricción estático 0,2 (considere g=9,8m/s2 )
2|5to
amin
F
m2
suspendida del extremo de una cuerda de 5 3 m de
longitud. Calcular la velocidad (en m/s) de la esfera
cuando la cuerda forma un ángulo de 30° con la vertical.
m1
5
a.
b.
2 3
AUTOEVALUACIÓN
30°
L
c.
5 3
1.Determinar la aceleración mínima del sistema mecánico
mostrado, tal que el bloque de masa “m” no resbale respecto
del bloque mayor “M”. El coeficiente de rozamiento estático es
de 0,8. g = 10m/s2.
d. 10
e. 5
4.
Un automóvil de 900kg de masa describe una curva
horizontal sin inclinación (peralte) cuyo radio es de 80m.
L a velocidad del auto es de 108km/h. ¿Cuál es el valor
de la fuerza en N, para que el auto pueda dar la curva?
a.10125 b. 9000
amin
b )10m/ 2
m
M
c)10.5m/s2
d)12m/s
c. 5500 d. 4850 e. 4350

a)9.5m/s2
2
e)12.5m/s2
5.
Una esfera de 200g está sujeta a una varilla vertical por
intermedio de un resorte de 80cm de longitud y
constante de elasticidad k= 36N/m Halla la elongación
cuando la varilla vertical gira con una velocidad angular
de 6rad/s.
2.En la figura mostrada, hallar la aceleración de los cuerpos de
los bloques A y B, de masas iguales m=10Kg; F= 60N.El
coeficiente de rozamiento cinético es de 0,2 entre las
superficies en contacto. g=10m/s2.
B
a)1m/s 2
b)2m/s 2
A
c)3m/s 2
m
53°
m
F
d)4m/s 2
a. 20cm b. 60cm c. 160cm d. 100cm e. 90cm
6.
Una varilla en forma de arco de radio R= 80cm, tiene un
anillo que puede deslizar sin fricción. Cuando la varilla
con una velocidad angular empieza girar con respecto a
su eje vertical, con una velocidad angular 5 rad/s; el
anillo sube hasta ubicarse en una posición definida por θ
cuya medida es:
e)5 m/s 2
3.Un cuerpo cuya masa es de 2Kg se mueve permanentemente
sobre una superficie plana y lisa bajo la acción de una fuerza
de 4 Newton. Al cabo de 5 segundos la velocidad adquirida y la
distancia recorrida por el cuerpo son:
a)2m/s;100m
d)1m/s;25m

b)10m/s;250m c)10m/s;25m
e)2m/s;50m
R
o

4.Un muchacho que pesa 25Kg-f en una balanza se pone en
cuclillas en ella, y salta repentinamente hacia arriba. Si la
balanza indica momentáneamente 55 Kg-f en el instante del
impulso, ¿Cuál es la máxima aceleración del muchacho en este
proceso?
anillo
a. 4°
b. 80°
c. 10° d. 6°
e. 60º
8.- Por una canal torcido en forma circular, de radio “R”,
desliza sin fricción un cuerpo de masa “m” ¿A qué altura h se
encontrará dicho cuerpo, si el riel gira uniformemente con
una velocidad angular “w”?
g 
2g 


a ).h  R 1  3  b).h  R  1  2 

R

R



g 
g 


c).h  R 1 
 d ).h  R  1  2 
 R 
  R
g 

e).h  R  2  2 
 R


a)8m/s2
b)10m/s2
d)22m/s2
e)32m/s2
c)12m/s2
5. La muestra un bloque de 1 Kg. que se desliza sobre
una superficie horizontal. Si el bloque ejerce una fuerza
de 50N a la superficie, calcule el módulo de la
aceleración del bloque (g=10m/s2).
R
F
37º
μ K = 3/4
h
a) 15m/s2
b) 10m/s2
c) 20m/s2
3|5to
d) 30m/s2
e) 25m/s2
6. Hallar la aceleración (en m/s2) sobre m1 si m1=4kg, m2
= 1kg, m3 = 5kg.
m2
1
m
a) 0.4
37°
b) 0.2
c) 0.3
d) 0.5
e)1.5
En la figura mostrada calcular la aceleración del bloque A (
7.
g  10 m/s2 )
a)
b)
c)
d)
e)
2m R
2
m R
R
k
2
k
e) 𝒎 𝑹/𝒌
12. Una persona
𝑹 se sienta sobre un disco, a una distancia
de 98 cm de su centro. ¿Cuál es la máxima velocidad
angular que debe tener el disco, para que la persona no
salga disparada? (coeficiente de rozamiento estático
entre la persona y el disco = 0.2); g = 10 m/s2
a) 1.41 rad/s
e) 3.5 rad/s
2,5m/s2
2,8m/s2
2,7m/s2
3,0m/s2
2,4m/s2
1
0N
30 N
40 N
50 N
60 N
B
A
9. La tensión de la cuerda en la posición A es 100 N y la
masa es 1 kg. ¿Cual es la velocidad de la partícula en la
posición A? el radio es igual a 1 m y g = 10 m/s2
a)
b)
c)
d)
e)
c)
m
2
no hay rozamiento
8. Una cuerda cuelga de una polea y en sus extremos
hay dos masas A = 2 Kg. y B = 3 Kg. Determinar la
tensión en la cuerda (1), sabiendo que la polea pesa 2 N
y no ofrece fricción.
a)
b)
c)
d)
e)
k
m R
2k
3
53°
mR
b)
d)
m
Liso

a)
2
3 10 m/s
10 m/s2
12 m/s2
15 m/s2
3 m/s2
b) 1.71 rad/s
c) 2 rad/s
d) 3 rad/s
13. Un automóvil de masa 1000 kg circula con velocidad v
= 10 m/s por un puente que tiene la forma de un arco
circular vertical de radio 50 m. Entonces el valor de la
fuerza de reacción del puente sobre el automóvil en el
punto mas alto de la trayectoria circular es (g = 10 m/s2).
a) 10 4 N
b) 6 X 103 N
c) 7 X 103 N
d) 8 X 103 N
e) 103 N
14. Una esfera de 3kg se encuentra girando con una
velocidad angular constante. Determine el modulo de la
fuerza centrípeta sobre la esfera. (g =10m/s2)
53º
m
R
a) 40N
A
10. Se hace girar una piedra en un plano vertical. Cuando
pasa por el punto “A” tiene una velocidad de 10 m/s, en
“B” tiene una velocidad de 15 m/s y en “C” 20 m/s.
Calcular la tensión (en N) en A, B y C sabiendo que m
= 4 kg R = 2 m (g = 10 m/s 2).
b)16N
c) 32N
d) 24N
e) 30N
15. Un automóvil se desplaza en una pista horizontal de
200 m de radio. ¿Con qué rapidez máxima se puede
desplazar dicho automóvil en dicha pista? El coeficiente
de rozamiento entre la pista y los neumáticos es 0,8 (g =
10 m/s 2 )
a) 30 m/s b) 40 m/s c) 50 m/s d) 60 m/s e) 70 m/s
a) 130, 400 y 820
b) 140, 430 y 850
c) 150, 440 y 840
d) 160, 450 y 840
e) 170, 460 y 860
11. Se muestra la rotación de una estructura con velocidad
angular w, encuentre el estiramiento del muelle de rigidez
“k” que sujeta la masa “m” no hay fricción

BIBLIOGRAFÍA:

MODULOS DE IDEPUNP – ADES
(2008 – 2010)
4|5to