fuerzas (roce, peso y normal)

5/10/2018 Fuerzas (Roce, Peso y Normal) - slidepdf.com

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LICEO “AUGUSTO D’HALMAR” SUBSECTOR: FÍSICANIVEL : NM2PROF. JULIO VIDAL TOBAR

FUERZAS

A) ROCE

I. Realizar “ACTIVIDAD DE INDAGACIÓN” del Texto de Física (Pág. 86)

II. LEER COMPRENSIVAMENTE LAS PÁGINAS 87 y 88:

1) ¿Con qué aspectos de las superficies se asocia la existencia de la fuerza de roce?

2) Señale formas de : (a) disminuir el roce. (b) aumentar el roce. 3) Si la fuerza de roce “siempre se opone al movimiento de los cuerpos en contacto”, ¿qué efecto

tiende a provocar sobre dichos cuerpos?

4) En términos generales, si se compara el Roce por deslizamiento (Roce Deslizante) con elRoce por rodadura (Roce Rodante), ¿cuál genera una fuerza menor?, ¿por qué? 5) De acuerdo con lo anterior, ¿en qué benefició al hombre antiguo la invención de la rueda?

6) Cuando un cuerpo se apoya en una superficie se manifiesta sobre él la Fuerza Normal:(a) ¿qué caracteriza a dicha fuerza?(b) ¿en qué caso esta fuerza tiene igual valor que el peso del cuerpo?

7) En general, ¿qué relación se cumple entre la fuerza de roce y la fuerza normal?

8) De acuerdo con la respuesta anterior, la constante de proporcionalidad es el coeficiente deroce µ:(a) ¿de qué factores depende µ?(b) Demuestre matemáticamente que µ no posee unidad de medida, es decir, es una cantidad

adimensional.

9) ¿Cuándo se manifiesta la:(a) fuerza de roce estático?(b) fuerza de roce cinético o dinámico?

10) Como el Coeficiente de Roce Estático es, generalmente, mayor que el Coeficiente de RoceCinético (µe > µc), ¿qué resulta más difícil: poner un cuerpo en movimiento o mantenerlomoviéndose con velocidad constante?

Si para una determinada situación física ( undeterminado cuerpo sobre una determinadasuperficie) se compara el Roce Estático con elRoce Cinético, se puede establecer que:

- f c posee un valor fijo

- f e posee un valor variable (aumenta desde

“cero” hasta un valor máximo), como lo muestrael gráfico de la fuerza de roce en función deltiempo. Una vez que el cuerpo se pone en movi-

miento aparece la fuerza de roce cinético, cuyovalor es inferior.




El valor máximo de f e está dado por :

11) En la Tabla 1, de la comparación de cada pareja de valores µe y µc, ¿qué puede concluir?

12) Señale 3 situaciones en las cuales el roce:(a) es deseable.(b) constituye un problema.

13) Si sobre una superficie horizontal de concreto desliza un trozo de goma de2 (Kg) con velocidad constante, ¿qué valor debe tener la fuerza que lo mueve?

14) ¿Cuál es la mínima intensidad que debe tener una fuerza para poner en movimiento a untrozode madera de 4(Kg), sobre una superficie de nieve en posición horizontal?

15) Una caja de 20(Kg) de masa, descansa sobre una mesa horizontal. Si el coeficiente de roceestático es 0,6; determine la fuerza mínima que es necesario ejercer sobre ella para ponerla enmovimiento.

16) ¿Por qué los automóviles que están hechos para desarrollar grandes velocidades, se fabricancon formas “aerodinámicas”?

17) ¿Qué otros objetos que deban moverse rápidamente en el aire y/o en el agua, tienen formasexteriores como las señaladas anteriormente.

B) PESO DE UN CUERPO

I. LEER COMPRENSIVAMENTE LAS PÁGINAS 89 Y 90.

1) ¿A qué fuerza se debe que los cuerpos en las cercanías de la Tierra pesen (tengan Peso)?2) ¿Hacia adónde actúa el Peso?3) ¿Qué efectos produce el Peso de los cuerpos?4) ¿Qué relación cuantitativa existe entre el Peso de cuerpo y su Masa?5) ¿Qué significa que el valor de la aceleración de gravedad g en la superficie de la Tierra sea de

aproximadamente 9,8 m/s2?6) De acuerdo con lo anterior, ¿qué tipo de movimiento realiza un cuerpo que cae libremente

hacia la Tierra (movimiento de Caída Libre)?7) Explique por qué el peso de un cuerpo no es constante.8) ¿Con qué instrumento se mide el Peso de un cuerpo?, ¿Qué Ley rige el comportamiento de

dicho instrumento?, ¿Qué establece dicha Ley?9) Considerando el Peso como una Fuerza y, por consiguiente, como una Magnitud Vectorial:

(a) ¿A qué equivale el valor del Peso?(b) ¿En qué dirección actúa el Peso?(c) ¿Cuál es el sentido del Peso?

f e = µe • N




10) Suponga que Ud. suelta un LIBRO a una altura de 1,5 metros sobre el suelo.(a) ¿Por qué el libro cae?

(b) ¿Cuál(es) fuerza(s) actúa(n) sobre el LIBRO mientras está cayendo?(c) ¿Qué otra fuerza comienza a actuar sobre el LIBRO en el instante que este toma contacto

con el suelo?(d) Mientras el LIBRO está apoyado en el suelo, ¿Qué fuerzas están actuando sobre él?(e) De acuerdo con la Primera Ley del Movimiento, como el LIBRO permanece en reposo, ¿qué

valor debe tener la Fuerza Neta sobre él?

Recuerde que:

- FUERZA NORMAL N es la fuerza que la superficie de apoyo ejerce sobre todo cuerpo apoyadoen ella.

- Por lo tanto, la fuerza Normal es una fuerza “de contacto”, puesto que no se manifiesta sobrecuerpos que no están en contacto con una superficie.

La figura muestra un Libro apoyado en una mesa:

• El Peso y la Normal poseen la misma dirección y medida y son

opuestas en sentido.

• En consecuencia, ambas fuerzas se anulan mutuamente.

• Por lo tanto: N = p = mg

• El libro está en equilibrio.

La figura muestra un Bloque apoyado en una superficie inclinada (Planoinclinado):

• El Peso y la Normal NO poseen la misma dirección ni medida.

• En consecuencia, ambas fuerzas NO se anulan mutuamente.

• Por lo tanto: N ≠ p

• El bloque NO está en equilibrio y, por lo tanto, podría comenzar adesplazarse hacia abajo.




11) Determine el PESO de un cuerpo cuya masa es (Considere g = 10 m/s2) :

(a) 100 g(b) 5 kg(c) 20 kg(d) 240 kg(e) 70 kg

12) Si los cuerpos de la pregunta anterior se apoyan sobre una superficie horizontal, determine lafuerza Normal que la superficie ejerce sobre cada uno de ellos.

13) Un trozo de madera de 0,5 (Kg) está apoyado sobre una superficie horizontal de madera. Siuna persona ejerce sobre él una fuerza horizontal de 2(N):

a) ¿Logrará ponerlo en movimiento?b) ¿Qué valor debe tener la fuerza mínima ejercida por la persona para lograr moverlo?

14) Un trozo de goma de 5 (Kg) está apoyado sobre una superficie horizontal de concreto. Si unapersona ejerce sobre él una fuerza horizontal de 40(N):a) ¿Logrará ponerlo en movimiento?b) ¿Qué valor debe tener la fuerza mínima ejercida por la persona para lograr moverlo?

15) Si en el caso anterior, la fuerza aplicada por la persona fuera de 45 (N):a) ¿Qué tipo de movimiento realizaría el trozo de goma?

b) ¿Qué valor tendría su aceleración?

16) Un cuerpo de madera de 30(Kg) se apoya sobre una superficie horizontal de madera.a) ¿Qué valor tiene la fuerza normal que actúa sobre él?b) ¿Qué valor debe tener la mínima fuerza horizontal que se debe aplicar sobre el cuerpo para

ponerlo en movimiento?c) Una vez que el cuerpo se haya puesto en movimiento, ¿ qué valor debe tener la mínima fuerza

horizontal que se debe aplicar sobre él para que su velocidad sea constante?d) Si la fuerza horizontal sobre el cuerpo tiene un valor mayor a la fuerza anterior, ¿qué tipo de

movimiento realizará el cuerpo?

e) Si la fuerza horizontal sobre el cuerpo tiene un valor menor a la fuerza calculada en (c), ¿quétipo de movimiento realizará el cuerpo?

17) ¿Qué caracteriza a la fuerza de roce que actúa sobre un automóvil cuando:a) viaja con velocidad constante?b) frena?c) enfrenta una curva?

18) ¿Por qué es importante que los neumáticos de los vehículos tengan su dibujo con laprofundidad adecuada? ¿Qué riesgo se afronta al frenar con los neumáticos lisos si el pavimentoestá mojado, por ej.?

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