dinÁmica estudia causas del movimiento que se rige por leyes de newton inercia acción y reacción...
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DINÁMICAEstudia causas del
movimiento que se rige por
LEYES DE NEWTON
Inercia Acción y ReacciónFundamental de la dinámica
tipos
El peso
La tensión
La normal
Puedenproducir
Aceleración
tienen
Módulo
Sentido
Dirección
Fuerza
COLEGIO ADVENTISTA DE LA SERENADEPTO. DE MATEMÁTICAS Y FÍSICA DOCENTE: HERNÁN ALEXIS AROS NÚÑEZ
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Aprendizajes esperados
• Comprender el concepto de fuerza de roce.
• Aplicar los conceptos de roce estático y roce cinético.
• Comprender el concepto de fuerza elástica.
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Pregunta oficial PSU
Un bloque que pesa 20 N se empuja sobre la cubierta horizontal de una mesa con una fuerza de 18 N. El coeficiente de roce cinético entre el bloque y la cubierta es 0,4.¿Cuál es la aceleración del bloque? (Considere la aceleración de gravedad igual a 10 )
A) 0,5
B) 1,0
C) 5,0
D) 9,0
E) 10,0
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2010
ms2
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1. Fuerza de roce
2. Roce estático
3. Roce cinético
4. Fuerza elástica
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1. Fuerza de roce
• Se opone al movimiento entre superficies en contacto.• Es proporcional a la fuerza normal que ejerce el plano sobre el cuerpo.• Depende del material de las superficies en contacto.
1.1 Características
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1. Fuerza de roce
Aplicada a nuestra vida cotidiana:
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roceF
F
P
N
1. Fuerza de roce
Nμfroce
DCL de la fuerza de roce:
Para calcular la fuerza de roce:
malFuerza norN
e de roceCoeficientμ
:
:
:Donde
Las unidades utilizadas para la fuerza de roce: dinaDinaSGC
NNewtonIS
:...
:..
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Ejercicios
5. En general, la fuerza de roce puede expresarse como froce= µ·N, donde µ es el coeficiente de roce y N es la fuerza normal.
Se puede afirmar que el coeficiente de roce
I) es un número adimensional. II) es independiente de la fuerza de roce y la normal.III) depende del tipo de superficies en contacto.
Es(son) correcta(s)
A) sólo I. B) sólo II.C) sólo III.D) sólo I y II.E) I, II y III.
Ejercicio 5 guía Dinámica II: Fuerza de roce EConocimiento
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1. Fuerza de roce
• ESTÁTICOActúa cuando el cuerpo está en reposo.
• CINÉTICOActúa cuando existe un movimiento relativo entre las superficies en contacto.
1.2 Tipos
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2. Roce estático
Nμf SS
Su DCL es N
P
roceF
F
Ejemplo: Cuerpo en reposo
F
• Es una fuerza de reacción.• Es una fuerza variable.• Posee un valor máximo, que se calcula como:
2.1 Características
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2. Roce estático
La fuerza de roce estático tiene un valor máximo (límite) cuando el cuerpo está a punto de moverse.
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Ejercicios
10. Un bloque de 100 [kg] de masa es empujado con una fuerza horizontal de 80[N] paralela a la superficie. Si el bloque está en reposo y el coeficiente de roce estático entre el bloque y la superficie es 0,12, el módulo de la fuerza de roce es
A) 0 [N]B) 40 [N]C) 60 [N]D) 80 [N]E) 120 [N]
Ejercicio 10 guía Dinámica II: Fuerza de roce
DAplicación
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1F
KF
Nμf KK Ejemplo: Cuerpo en movimiento
12 FF
3.1 Características
• No es una fuerza de reacción.• Es una fuerza constante.• Posee un valor único, que se calcula como:
.cteFK
.cteFK
La fuerza de roce cinético es siempre menor que la fuerza de roce estático máxima.
3. Roce cinético
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Ejercicios
9. Sobre un plano horizontal se empuja un cuerpo de 10 [N] de peso con una fuerza constante, paralela al plano, cuyo valor es 4 [N]. Si el cuerpo mantiene una velocidad constante de 5 .¿Cuál es el coeficiente de roce entre el plano y el cuerpo?
A) 0,20B) 0,25C) 0,30D) 0,40E) 0,50
Ejercicio 9 guía Dinámica II: Fuerza de roce
DAplicación
s
m
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4. Fuerza elástica
• Es la fuerza de reacción que actúa para devolver un resorte o elástico a su longitud natural.
• Los resortes o elásticos ejercen fuerzas que empujan en contra del desplazamiento, respecto de su posición de equilibrio.
eF
P
4.1 Características
Los cuerpos elásticos se deforman ante la acción de una fuerza, volviendo a su forma original una vez que dicha fuerza deja de actuar.
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4. Fuerza elástica
La fuerza elástica está asociada a la constante de elasticidad del cuerpo y a la deformación producida.
Δx (deformación)
F (Módulo de la fuerza)
Gráficamente:
Ley de Hooke
eF
P
x
xkFe
4.2 Ley de Hooke
El signo “-” indica que la fuerza elástica se opone a la deformación.
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Ejemplo
xΔkF
gmPF
e
D
eF
P
x
Para calcular la constante k:
Δx
gmk
gmΔxk
FF De
Sea FD la fuerza deformadora y Fe la fuerza elástica.
La constante k tiene unidades en S.I.
m
N
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Ejercicios
8. Si un resorte se estira 10 [cm] cuando se cuelga de él un cuerpo de 500 [g], entonces su constante de rigidez es
A) 5
B) 10
C) 15
D) 25
E) 50
Ejercicio 8 guía Dinámica II: Fuerza de roce
m
N
m
N
m
N
m
N
m
N
EAplicación
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Un bloque que pesa 20 N se empuja sobre la cubierta horizontal de una mesa con una fuerza de 18 N. El coeficiente de roce cinético entre el bloque y la cubierta es 0,4.¿Cuál es la aceleración del bloque? (Considere la aceleración de gravedad igual a 10 )
A) 0,5
B) 1,0
C) 5,0
D) 9,0
E) 10,0
ms2
ms2
ms2
ms2
ms2
ms2
Pregunta oficial PSU
CAplicación
En PSU debes considerar la fuerza de roce sólo cuando se haga explícito en el problema.
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Síntesis de la clase
Asociada a resortes y elásticos
xkFe
tipos
Fuerza de roce Fuerza elástica
tienen
Módulo
Sentido
Dirección
AceleraciónPuedenproducirFUERZA
Estático Cinético
Nss f
Valor máximo
NKK f
Valor único
Asociada a superficies en contacto