FSICA Y QUMICA 4 ESO 09-10 TEMA 2-3 1
FSICA Y QUMICA 4 ESO EJERCICIOS COMPLEMENTARIOS TEMA 2
Las fuerzas Equilibrio
Colegio Filipense
BLANCA DE CASTILLA
Departamento de Ciencias
Prof.: Paloma Dvalos Cea
1. Completa el siguiente cuadro:
2. Un resorte vertical se alarga 3,5 cm cuando se le suspenden
200 g de peso. Determina la constante de recuperacin del resorte.
Cul ser el alargamiento cuando se le cuelga una masa de 300 g?
Sol.: 5,25 cm.
3. Un resorte mide 30 cm cuando se cuelgan de l 200 g, y su
longitud es de 40 cm cuando se cuelgan 325 g. Admitiendo que el
peso es proporcional a los alargamientos que produce, calcular: a.
La longitud del resorte sin ningn peso. Sol.:14,4 cm b. La longitud
que tendra al colgarle 300 g. Sol.:37,9 cm.
4. Calcula el valor mnimo de la fuerza con la que tiene que
tirar Lourdes para ganar en el juego de la cuerda si sus compaeros,
Juan y Olivia, lo hacen con una fuerza de 20 N, 50 N y los tres
componentes en el equipo contrario lo hacen con una fuerza de 30 N,
40 N y 25 N. Sol.: 25 N
5. Un volante de 40 cm de dimetro y 0,4 kg de masa gira a razn
de 150 r.p.m. Calcula: a. La velocidad angular en el S.I. Sol.:
15,71 rad/s b. La velocidad lineal de un punto de la periferia.
Sol.: 3,14 m/s c. La aceleracin centrpeta del volante. Sol.: 49,35
m/s2 d. La fuerza centrpeta del volante. Sol.: 19,74 N.
6. Un ciclista, de 70 kg de masa, que mantiene una velocidad
constante de 35 km/h recorre una pista circular de 60 m de dimetro.
Calcula: a. La velocidad angular en unidades del S.I. Sol.: 0,32
rad/s b. El tiempo que tarda en dar una vuelta. Sol.: 19,39 s c. La
fuerza centrfuga que acta sobre el ciclista. Sol.: 220,55 N
7. Calcular la fuerza centrfuga de una masa de 300 g que
describe una trayectoria circular con movimiento uniforme en 0,1 s.
Radio de la trayectoria = 40 cm. Cul es la frecuencia del
movimiento?
8. Un tiovivo, en un tramo de su movimiento, va con una
velocidad constante de 10 r.p.m. Calcula: a. La velocidad angular
que lleva en unidades del S.I. Sol.: 1,047 rad/s b. La velocidad
lineal de un nio (de 15 kg) sentado en un caballito a 3 m del eje
de giro. Sol.: 3,14 m/s c. La aceleracin centrpeta del nio. Sol.:
3,29 m/s2 d. La fuerza centrfuga que experimenta el nio. Hacia dnde
est dirigida esta fuerza? Explcalo con un
dibujo. Sol.: 49,35 N
9. Un automvil de 900 kg toma una curva circular de 300 m de
radio con una velocidad de 72 km/h. Qu fuerza deben ejercer las
ruedas sobre la carretera para que el automvil no se salga de la
curva? Sol.: 1200 N.
10. Un automvil de 600 kg, que circula a 54 km/h, encuentra un
obstculo situado 70 m delante de l. El conductor pisa el pedal del
freno y consigue detener el vehculo justo ante el obstculo. Halla
la fuerza que se ha ejercido sobre el coche durante la frenada.
Sol.: a= - 1,61 m/s2;F = 966 N
11. Un coche va a 72 km/h; se le obliga a parar a los 100 m. Qu
aceleracin negativa hay que darle? Calcular el tiempo que tardar en
detenerse y la fuerza que ejercen los frenos. Masa del coche = 7500
kg. Sol.: - 2 m/s
2; 10 s; - 15000 N.
12. Sobre un cuerpo de 2 kg que se desliza sobre una superficie
sin rozamiento con una velocidad de 5 m/s se aplica una fuerza de 2
N en la misma direccin que la velocidad pero en sentido opuesto.
Halla: a. Cul es la aceleracin que adquiere el cuerpo? Sol.: a = -
1m/s2 b. Cul ser su velocidad al cabo de 2 s? Sol.: 3 m/s.
13. Un padre de 75 kg y su hija de 40 kg estn patinando y chocan
con una fuerza de 100 N; como consecuencia del impacto, salen
lanzados en sentidos contrarios. a. Es posible que puedan sufrir un
valor de fuerza distinto? b. Cul ser la aceleracin que acta sobre
ellos mientras se estn empujando?
14. A un cuerpo de 10 kg de masa le aplicamos una fuerza de 50
N. Hallar la aceleracin que se le comunica. Si la fuerza acta
durante 5 segundos, qu velocidad tiene a los 5 segundos?
15. Indica, justificando tu respuesta, si son ciertas o no las
siguientes afirmaciones: a. Si sobre un cuerpo no acta ninguna
fuerza o si la fuerza resultante es nula, el cuerpo deber estar
en
reposo. b. Puesto que la masa del Sol es mayor que la masa de la
Tierra, ste atrae a la Tierra con una fuerza
mayor que la fuerza con la que la Tierra atrae al Sol. c. En
ausencia de fuerzas exteriores, la velocidad de un cuerpo no
vara.
Fuerza (N) Alargamiento (m) K (N/m)
20 0,4
40 148
0,2 400
FSICA Y QUMICA 4 ESO 09-10 TEMA 2-3 2
16. Comenta las siguientes afirmaciones explicando si son
correctas o no (si es necesario, indica la ley en la que te basas
para tu razonamiento): a. Un cuerpo puede estar movindose sin que
sobre l acten fuerzas. b. Si aplicamos una fuerza a un cuerpo
inicialmente en reposo sobre una superficie perfectamente lisa,
ese
cuerpo no se detendra nunca. c. Si un cuerpo tiene una masa de
40 kg, podemos decir que pesa 40 kg. d. En un movimiento circular,
la velocidad es constante.
17. Un paraleleppedo de 1,5 kg se desliza sobre una superficie
plana y horizontal a la velocidad de 4 m/s. Si el coeficiente de
rozamiento es = 0,2, calcular: a. La fuerza normal entre el mvil y
la superficie de deslizamiento. Sol.: a) 14,7 N b. La fuerza de
rozamiento entre los dos. Sol: 2,94 N c. La deceleracin producida
por la fuerza de rozamiento. Sol: -1,96 m/s2 d. El tiempo que tarda
en pararse. Sol: 2 s.
18. En un lago helado se lanza un trozo de hielo de 500 g a la
velocidad de 20 m/s. Si el coeficiente de rozamiento es 0,04,
calcula: a. La fuerza de rozamiento b. La aceleracin del trozo de
hielo c. El espacio recorrido por el trozo de hielo hasta
detenerse.
19. Un cuerpo de 20 kg desciende por un plano inclinado 30.
Determina la aceleracin con la que bajar si el coeficiente de
rozamiento entre el plano y el cuerpo vale 0,20. Dibuja todas las
fuerzas que actan sobre el cuerpo. Sol.:3,20 m/s2
Si el cuerpo se desplazase sobre un plano horizontal (tambin con
rozamiento) bajo la accin de una fuerza de 100 N, cunto valdra la
aceleracin? Dibuja todas las fuerzas presentes.
20. Un ascensor de 200 kg de masa es elevado con una aceleracin
de 2,5 m/s2 por una gra que ejerce una
fuerza F. a. Dibuja todas las fuerzas que actan sobre el
ascensor. b. Determina la fuerza F que ejerce la gra sobre el
ascensor. c. Calcula la altura respecto del suelo a la que se
encontrar el ascensor al cabo de 5 segundos.
21. Una gra eleva un ascensor de 900 kg de masa con una
aceleracin de 0,4 m/s2.
a. Halla la fuerza que ejercer la gra al elevarlo (suponiendo
que el ascensor est vaco). b. Si en el ascensor va montada una
persona de 60 kg de masa, suponiendo que la gra ejerce la misma
fuerza que en el apartado a), con qu aceleracin subir el
ascensor?
22. Un cuerpo de 10 kg de masa se desliza sobre una superficie
horizontal bajo la accin de una fuerza de 20 N paralela al suelo.
Si adems existe rozamiento entre el cuerpo y la superficie de
deslizamiento, determina cunto debe valer la fuerza de rozamiento
para que el cuerpo avance con una aceleracin de 0,75 m/s
2.
Dibuja todas las fuerzas que actan sobre el cuerpo.
23. Un cuerpo de 50 kg de masa desciende deslizndose por un
plano inclinado 30 con la horizontal. Sabiendo que el coeficiente
de rozamiento entre el plano y el cuerpo es = 0,25: a. Dibuja todas
las fuerzas que actan sobre el cuerpo. b. Determina la aceleracin
con que descender. c. La aceleracin calculada en el apartado b), es
mayor o menor que la que tendra si se tratase de un
movimiento de cada libre? Por qu?
24. Un cuerpo de 20 kg desciende por un plano inclinado 25.
Representa todas las fuerzas que actuarn sobre el cuerpo y calcula
la aceleracin con que descender por el plano, sabiendo que =
0,2.
25. Un cuerpo de masa 50 g pesa 0,49 N. Hallar el valor de la
gravedad en ese lugar. Cunto valdr la masa de un cuerpo que pesa en
ese sitio 196 N?
26. Una gra levanta un cuerpo de 800 kg con aceleracin de 0,5
m/s2. Calcular:
a. La tensin del cable de la gra. b. La altura a que ha subido
el cuerpo en 10 s. c. Si el cable subiese el cuerpo a velocidad
constante, qu tensin soportara?
27. Un cuerpo de 10 kg de masa desciende por un plano inclinado
35. Si el coeficiente de rozamiento entre el plano y el cuerpo es
de 0,30, determina: a. La aceleracin con la que descender el
cuerpo, si no tenemos en cuenta el rozamiento con el plano.
Calcula el tiempo que tardar en llegar a la parte ms baja del
plano si ste tiene una longitud de 70 cm. b. La aceleracin con la
que descender el cuerpo si tenemos en cuenta el rozamiento.
Determina la
velocidad con la que llegar a la parte ms baja del plano.
