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Profesor: Arturo Zelada

GUIA DE EJERCICIOS Fuerzas

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Se   denomina   fuerza   a   cualquier   acción   o   influencia   que   modifica   el   estado   de   reposo   o   de  movimiento  de  un  objeto.  Son  ejemplos  de  fuerzas  el  peso    de  un  cuerpo,  el  empuje,  el  rozamiento,  etc.  

El  aparato  que  permite  medirlas  se  denomina  dinamómetro.  En  sentido  estricto,  las  fuerzas  son  magnitudes  vectoriales,  esto  es,  magnitudes  cuya  expresión  

necesita  de  cuatro  elementos:  la  dirección,  el  sentido,  el  punto  de  aplicación  y  la  intensidad.  En  el   ejemplo  del  peso  de  una  persona   la  dirección  es   la   vertical,   el   sentido  es  hacia   abajo,   el  

punto  de  aplicación  está  en  el  centro  de  masas  del  cuerpo  y  su  intensidad,  proporcional  a   la  masa  del  cuerpo,  es  lo  que  comúnmente  se  denomina  peso    

Peso  Se  denomina  peso  de  un  cuerpo  a   la  fuerza  que  ejerce   la  gravedad,  sobre  dicho  cuerpo  a  una  

aceleración   normal   de   gravedad   de   9,87   m/s2   .(La   gravedad   es   la   fuerza   de   atracción   que  experimentan  dos  objetos  en  relación  con  su  masa)  

Se  mide  con  un  aparato  llamado  dinamómetro,  que  evalúa  la  fuerza  que  se  aplica  a  un  resorte.  A  diferencia  de  la  masa,  el  peso  varía  dependiendo  de  la  posición  relativa  del  objeto  o  de  su  distancia  a  la  Tierra,  y  de  si  la  velocidad  con  que  se  mueve  el  objeto  varía  con  respecto  al  movimiento  de  nuestro  planeta.    

Rozamiento  o  Fuerza  de  roce.  En  la  mecánica  se  define  como  rozamiento  o  roce  a  la  resistencia  que  se  opone  a  la  rotación  o  al  

deslizamiento  de  un  cuerpo  sobre  otro,  o  también  es  la  fuerza  que  aparece  en  la  superficie  de  contacto  de  dos  cuerpos  cuando  se  intenta  deslizar  uno  sobre  otro,  y  depende  de  la  fuerza  normal  (equivalente  al  peso)  y  de  las  características  de  las  superficies  en  contacto.  

Propiedades  del  rozamiento  • La  fuerza  de  rozamiento  es  siempre  de  sentido  contrario  a  la  fuerza  que  empuja  al  cuerpo.    • El  valor  de  la  fuerza  de  rozamiento  es  siempre  menor  o  igual  que  el  de  la  fuerza  que  empuja  al  

cuerpo.    • La   fuerza   de   rozamiento   es   prácticamente   independiente   del   tamaño   de   la   superficie   de  

contacto.    • La   fuerza   de   rozamiento   depende   de   la   naturaleza   de   los   cuerpos   en   contacto,   así   como   del  

estado  en  que  se  encuentren  sus  superficies.    • La   fuerza  de   rozamiento  es  directamente  proporcional   a   la   fuerza  normal  que  actúa   entre   las  

superficies  de  contacto.    • Para  un  mismo  par  de  cuerpos,  el  rozamiento  es  mayor  en  el  momento  de  arranque  que  cuando  

se  ha    iniciado  el  movimiento.    • La  fuerza  de  rozamiento  es  prácticamente  independiente  de  la  velocidad  con  que  se  desplaza  un  

cuerpo  sobre  otro.    

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Ejercicios 1.- Se posa una caja de 50 kg Calcular el peso y la fuerza normal. g = 10 m/s² 50 kg Resp. –500 N y 500 N 2.- Calcular la aceleración del carro. 158 N 84 N 10 kg 124 N Resp. 5 m/s². 3.- Si el auto de 800 kg iba a 3 m/s y a los 7 segundos va a 31 m/s. Calcular el valor de la fuerza que lo empuja. F

Resp. 3200 N. 4.- El carro de 170 kg acelera a 4 m/s² hacia la derecha. Calcular la Fuerza neta y fuerza de roce. Fr 2096 N 1147 N Resp.: 680 N , 269 N. 5.-En la figura de abajo, el individuo de empuja el bloque de 50 kg con una fuerza de 200 N de tal forma que se mueve con una velocidad constante de 4 m/s, ¿cuál es la fuerza de roce entre el bloque y el suelo? Y ¿qué valor alcanza la fuerza neta? Resp.: -200 N y 0 N.

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6.- Si el carro parte del reposo, calcular la aceleración, la velocidad y la distancia que tiene a los 8 segundos. 141 N 569 N 60 kg 248 N.

Resp. a = 3m/s², v = 24 m/s, d = 96m 7.- Calcular la fuerza neta y la aceleración. 517 N 969 N 80 kg 1234 N 886 N Resp.: 800 N y 10 m/s² 8.- Un carro de 40 kgr que está en reposo es empujado por una fuerza de 200 N. Calcular la aceleración que tiene y la velocidad que alcanza a los 6 segundos. Resp.: 5 m/s2; 30 m/s 9.- El carro tiene una aceleración de 5 m/s² hacia la izquierda. Calcular la fuerza neta y F1 para pase esto. 555 N 1489 N 70 kg F1 1506 N Resp.: – 350 N, 222 N 10.- Un carro de 20 kg que va a 8 m/s es detenido en 4 segundos por una fuerza. Calcular el valor de esta fuerza. Resp: -40 N. 11.- Calcular la masa de un auto que acelera de 4 m/s a 24 m/s en 10 segundos cuando su motor ejerce una fuerza de 1.700 N. Resp.: 850 kg. 12.- El carro (250 kg) del león es tirado por el enano (300N), un payaso (500N) y el gigante (1000N). El elefantito es arrastrado por el carro. Si esto ocurre durante 10 segundos provocando un aumento en la velocidad de 14 m/s a 54 m/s. Calcular la fuerza neta y la fuerza que ejerce el elefantito. Resp.:1000 N y 800 N.

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13.- Calcular fuerza neta y aceleración. 2941 N 2359 N 3982 N 250 kg 3467 N 4370 N 4717 N

Resp.:- 750 N, - 3 m/s² 14.- El carro acelera a 4 m/s² hacia la izquierda. Calcular la fuerza neta y la masa del carro. 999 N 1111 N m 3333 N 4445 N Resp.: - 1000 N y 250 kg.

15.-Calcular el peso y la aceleración del carro. 230 N 120 kg 900 N 310 N Resp.: W = 1200 N; a = 3 m/s². 16.-El carro de abajo acelera hacia la izquierda a 2 m/s². Calcular el valor de la masa del carro. 1111 N. 360 N. M 669 N. 1304 N. 786 N. Resp.:300 kgr. 17.-El carro de abajo se está moviendo hacia la derecha y luego de recorre una distancia de 490 m en 14 s se detiene. Calcula la masa del carro. 1333 N 360 N M 755 N 1777 N 995 N 18.-Calcularla el valor de F1 para que el carro aumente su velocidad de 10 m/s a 49 m/s hacia la izquierda en 13 segundos. 1234 N 491 N 300 Kgr. 689 N F1 2345 N

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19.-Calcular la distancia que recorre en 10 segundos, el carro que va inicialmente a 3 m/s.

276 N 1444 N 350 Kgr 2222 N 2093 N 2991 N

20.-El carro de abajo se está moviendo hacia la derecha con una velocidad de 6 m/s y luego de 12 segundos su velocidad es de 42 m/s hacia la izquierda, calcula la masa del carro.

1544 N 853 N 1866 N M 1208 N 1999 N 1728 N

21.- El siguiente gráfico muestra la relación entre la fuerza aplicada a un objeto y la aceleración que este adquiere. ¿Cuál es la masa del cuerpo?

0 1 2 3 4 m/s2

F(N) 20 15 10 05