docente

IES Al-Ándalus. Dpto Física y Química.

Física y Química 4º ESO.

Tema 4: Dinámica. Ejercicios resueltos.

ALGUNOS PROBLEMAS RESUELTOS DEL TEMA 4: DINÁMICA.
P.4. Un perro de 30 kg arrastra un trineo de 50 kg con una fuerza de 90 N. El trineo, que al principio
estaba quieto, alcanza la velocidad de 3 m/s en 10 s.
a) Dibuja todas las fuerzas que actúan sobre el trineo y sobre el perro, consu nombre y su valor (las
que se puedan calcular).
b) ¿Cuánto vale la fuerza de rozamiento que existe entre el trineo y el suelo?
c) ¿Qué fuerza aplicará a partir de ese momento el perro para continuar con movimiento uniforme?
¿Por qué?
a)

El diagrama de fuerzas

FgT = m·g = 500 N
FgP = m·g = 300 N
FST = FgT = 500 N, por la primera ley de Newton FRozT

FST

FSP
T

T

FRozP(ΣF=0 en dirección vertical)

FSP = FgP = 300 N, por la primera ley de Newton

F gT

(ΣF=0 en dirección vertical)

− S .R +

FgP

La tensión de la cuerda es la misma en los dos extremos (3ª ley de Newton), e igual a 90 N (fuerza que aplica el
perro sobre el trineo). T = 90 N.
b)

El trineo sufre un movimiento uniformemente acelerado, partiendo de v0 = 0
m/s y alcanzando unavelocidad final de 3 m/s en 10 s. Podemos calcular la
aceleración a partir de estos datos.

∆v 3 m / s − 0
a=
=
= 0 ,3 m / s 2
10 s
∆t

FST
FRozT

− S .R +

Sabiendo la aceleración, aplicamos la 2ª ley de Newton al trineo: ΣF = m ⋅ a

Eje y:
Eje x:

FST – FgT = 0
T – FrozT = m·a

90 N – FrozT = 50 kg · 0,3 N/kg

T

F gT

90 N – FrozT = 15 N

Por tanto: FrozT = 90 N – 15 N= 75 N
c)

Para que el trineo continúe con velocidad constante (MRU), aplicando la primera ley de Newton, la resultante
de las fuerzas que actúan sobre el trineo debe ser cero. Es decir, que la fuerza que ejerza el perro (la tensión de
la cuerda) debe compensar la fuerza de rozamiento, que es de 75 N. El perro debe tirar con 75 N.

P.5.

Sobre un cuerpo de 20 kg que está en reposo actúadurante 5 s una fuerza resultante de 40 N.
Luego, y durante otros 5 s, deja de actuar esa fuerza. Por fin, durante 2 s actúa una fuerza de 100
N en la misma dirección pero en sentido contrario que la primera. Haz una gráfica v-t y calcula la
posición final del móvil.
Tenemos un movimiento dividido en 3 tramos:

ΣF > 0 → MRUA
− SR +
A:

ΣF = 0 → MRU

A

ΣF < 0 → MRUA

B

CSobre el cuerpo actúa una fuerza resultante, por lo que no está en equilibrio. Aplicando la 2ª ley de Newton

La velocidad a los 5 s.
Y su posición:

ΣF

40 N
= 2 m / s 2 . Se trata de un MRUA.
m
20 kg
v = v0 + a ⋅ t = 0 + 2 ⋅ 5 = 10 m / s

calculamos la aceleración que sufre a =

=

1
1
r = r0 + v0 ⋅ t + 2 a ⋅ t 2 = 0 + 0 ⋅ t + 2 2 ⋅ 5 2 = 25 m

Ejercicios resueltos por JoséAntonio Navarro (janavarro.fisicayquimica@gmail.com)

IES Al-Ándalus. Dpto Física y Química.

B:

Física y Química 4º ESO.

Sobre el cuerpo no actúa ninguna fuerza resultante. Se encuentra en equilibrio dinámico, por lo que, según la
primera ley de Newton, el cuerpo mantendrá su movimiento (continuará con MRU, a velocidad constante de 10
m/s, la que había adquirido en el tramo anterior).a = 0 m/s2 , v = cte = 10 m/s,

r0 = 25 m.

r = r0 + v ⋅ t = 25 + 10 ⋅ 5 = 75 m

La posición
C:

Tema 4: Dinámica. Ejercicios resueltos.

Ahora sobre el cuerpo actúa una fuerza resultante contraria al movimiento, por lo que no está en equilibrio.
Aplicando la 2ª ley de Newton calculamos la aceleración que sufre

a=

ΣF
m

=

− 100 N
= −5 m / s 2 . Se trata
20 kg

de unMRUA en el que la aceleración es contraria al movimiento, por lo que frena.
La velocidad a los 2 s. v = v0 + a ⋅ t = 10 + ( −5 ) ⋅ 2 = 0 m / s
Se detiene.
Y su posición:

1
1
r = r0 + v0 ⋅ t + 2 a ⋅ t 2 = 75 + 10 ⋅ 2 + 2 ( −5 ) ⋅ 2 2 = 85 m

v
La gráfica v/t será

A

B

C

t

P.6. Sobre un automóvil de 1000 kg que se mueve una velocidad de 20 m/s actúa una fuerza resultante...