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Sistema de ejercicios para la Segunda Ley de Newton aplicables en el programa de Física General. Tecnología de la Salud

una misma fuerza no se provoca un cambio del estado de movimiento de diferentes cuerpos de distintas masas.

Respuesta correcta: a) X_

5.- La fuerza posee carácter vectorial y la 2da Ley de Newton puede expresarse de forma más precisa de la manera siguiente: F = m.a. ¿Cuál de los enunciados que te expresamos a continuación da un significado físico a esta ley?

a) ____ La fuerza no solo produce un cambio en el valor de la aceleración, sino que establece también que la dirección y sentido de la aceleración son los mismos que los de la fuerza.

b) ____ Supongamos que tenemos un cuerpo C de masa de masa m1 y sobre él actúan de forma simultánea las fuerzas F1 y F2 por lo que el movimiento del cuerpo es retardado.

c) ____ La aceleración del cuerpo C es diferente a la que le produciría una sola fuerza FR la cual es determinada por la resultante de F1 y F2 .

d) ____ Si sobre el cuerpo C actuara la fuerza FR en lugar de las fuerzas F1 y F2 el movimiento de C sería diferente al producido por la acción simultánea de F1 y F2 .

Respuesta correcta:

a) _X

Segundo subsistema: Selección múltiple tipo complemento agrupado.

(Comentario: Se propone que este tipo de ejercicio se realice por equipos para luego discutir su solución en el aula desarrollando habilidades de razonamiento).

6.- Sobre un bloque de masa m que inicialmente se encuentra en reposo sobre una superficie horizontal dura, se aplica una fuerza constante F cuya dirección es paralela a la superficie. El coeficiente de rozamiento cinético bloque – superficie tiene un valor µ.

Seleccione, marcando con una X, la agrupación de hipótesis que considere correctas para calcular la aceleración que adquiere el bloque y la velocidad del mismo en un intervalo t después de iniciado el movimiento.

a) Para obtener una mejor comprensión de las condiciones que se dan en el enunciado del problema, nos auxiliamos de un esquema en el cuál se representarán los distintos factores que intervienen en él.

b) El bloque, cuya masa m se encuentra en reposo sobre una superficie horizontal dura, esto significa que su velocidad inicial V0 ≠ 0.

c) La fuerza constante F que se aplica según una dirección paralela a la superficie provocará que el bloque adquiera un MRUA si ella determina una fuerza resultante sobre el cuerpo.

d) La fuerza o la resultante de varias fuerzas determina no la velocidad (su módulo y su dirección), sino la aceleración del cuerpo.

e) Sobre el cuerpo actúa la fuerza de gravedad que comprime al mismo sobre la superficie y por reacción, la superficie actúa sobre el bloque con una fuerza N normal a ella.

f) Las fuerzas Fg y N actúan según la dirección horizontal, o sea, coincidiendo con la del eje X.

g) Además de la fuerza F que actúa en la dirección y sentido del eje X, también actúa la fuerza de rozamiento Fr que es del mismo sentido a F.

h) No es preciso conocer el estado mecánico inicial del cuerpo para poder determinar su movimiento futuro.

1- ____ a, c, d, e

2- ____ a, f, g, h

3- ____ b, c, e, f

4- ____ b, d, g, h

Respuesta correcta:

1- ____ a, c, d, e

7.- Teniendo en cuenta las condiciones iniciales del problema anterior.

Seleccione marcando con una X la agrupación de ecuaciones que usted considere correctas para darle solución al mismo.

a) ∑Fx=m.ax; ∑Fx=Fx+Fr; Fx+Fr=m.ax; F-Fr=m.ax

b) ax=F-Fr/m; Fr=µN; Fg=m.g; N=m.g; Fr=µ.m.g

c) ax=F- µ.m.g/m

d) V=V0-a.t; V=a.t; V=F+µ.m.g/m+t

1- ____ a, b, c

2- ____ a, f, d

3- ____ b, c, d

Respuesta correcta: 1-

8.- Sobre una superficie horizontal lisa y dura se encuentra un bloque de masa m.

problemas-de-fisica
Problemas de física

Si el bloque está en reposo y se le aplica una fuerza F como se indica en la figura

Identifica, marcando con una X, cuáles de las consideraciones matemáticas que damos a continuación, son correctas para dar solución al problema, si queremos calcular:

a)             El desplazamiento que realiza el bloque al cabo de un tiempo t.

b)            El peso del bloque antes y después de aplicarle la fuerza F.

problema-de-fisica
Problema de física

a) Para el cálculo el desplazamiento durante el MRUA que se produce en la dirección del eje X bajo la componente Fx partimos de la ecuación:

ΔS=V0t + ½ a.t2 (1) y proyectando sobre el eje X las magnitudes incluidas en esta ΔSx=½ a.t2 (2)

b) Para calcular Sx nos hace falta determinar la aceleración en la dirección del eje X, puesto que el movimiento es provocado por la componente Fx aplicamos la segunda Ley de Newton:

∑Fx=m.ax (3) ax=Fx/m (4)

c) Para calcular ax es necesario obtener el valor de la proyección Fx y observando la figura se comprueba que los vectores F, Fx Fy constituyen un triángulo rectángulo enel cual F es la hipotenusa, Fy el cateto opuesto y Fx el cateto adyacente.

d) Según la ley trigonométrica, para un triángulo rectángulo se cumple que:

Fx=F.cos ∞ (6)

e) Si sustituimos 6 en 4:

ax= F.cos ∞/m (7)

y 7 en 2:

ΔSx= F.cos ∞/2m.t2