sociales

DINÁMICA:
ESTUDIO DE ALGUNAS FUERZAS FUNDAMENTALES


1. Calcula la fuerza de atracción gravitatoria entre la Tierra y un astronauta, que con el traje espacial tiene una masa de 120 kg, que se encuentre a 20000 km de la superficie de la Tierra. ¿Cuál es el valor de g a esa altura?
Datos: MT = 5,981024 kg; RT = 6380 km
R: 68,8 N; 0,573 ms-2.

2. Tenemos un niño sentado en un trineo enuna pendiente cubierta de nieve. No se desliza, pero empujando con los pies consigue poner en movimiento el trineo, y a partir de ese momento, y sin ayuda por parte del niño, desciende aumentando continuamente su velocidad. ¿Podrías dar una explicación de lo sucedido?

3. ¿Puede existir fuerza de rozamiento sobre un objeto en el que la suma de todas las demás fuerzas sea nula? Pon un ejemplo.4. Calcula la fuerza mínima horizontal que habría que aplicar para mover un bloque de madera de 50 kg
que se apoya sobre una superficie horizontal. Una vez en movimiento, ¿cuál es la fuerza necesaria para mantenerlo en movimiento con velocidad constante?
Datos: e = 0,48; c = 0,32
R: 235 N; 157N.

5. ¿Cuál es la masa y el peso de un cuerpo de 40,0 kg en la Tierra y en la Luna?
Datos: MT =5,981024 kg; RT = 6380 km; Datos: ML = 7,351022 kg; RL = 1740 km
R: 40,0 kg; 392 N; 64,8 N.

6. La Tierra describe una órbita, que puede considerarse circular, alrededor del Sol y tarda un año en dar una vuelta. Suponiendo que el movimiento es circular uniforme, ¿qué fuerza origina el movimiento de la Tierra?
Datos: MT = 5,981024 kg; distancia de la Tierra al Sol = 149,6106 km.
R:3,541022 N.

7. Un ciclista toma la curva de un velódromo de 40 m de diámetro con una velocidad de 40 km/h. Suponiendo que el rozamiento entre las ruedas y el suelo es despreciable, calcula el ángulo de peralte para que el ciclista no se salga de la pista.
R: 32°.

8. Un bloque de 4,5 kg está situado sobre un plano inclinado 20° sobre la horizontal. El coeficiente de rozamiento estático entre elbloque y el plano es 0,50. Averigua si el bloque desciende o no y el ángulo mínimo a partir del cual se inicia el movimiento.
R: no desciende; 27°.

9. La longitud de un muelle aumenta 1,0 cm cuando se cuelga de él un objeto A de 1,5 kg de masa.
a) ¿Cuál es la constante elástica del muelle?
b) Cuando se cuelga otro objeto B del muelle, éste se alarga 3 cm, ¿cuál es la masa de B?
R: a) 1470 Nm-1;b) 4,5 kg.

10. Una atracción de feria consiste en lanzar un trineo de 2,0 kg por una rampa ascendente que forma un ángulo de 30° con la horizontal. Si el coeficiente de rozamiento es 0,15, ¿con qué velocidad se debe lanzar para que ascienda una altura de 4,0 m?
R: 9,9 ms-1.





11. Dados los cuerpos representados en la Figura, calcula la aceleración con que se mueven y la tensión dela cuerda. El coeficiente de rozamiento es el mismo para ambos cuerpos y vale 0,200.
R: 1,73 ms-2; 7,38 N.



12. Un cuerpo de 50 kg está en reposo sobre una superficie horizontal. El coeficiente cinético de rozamiento vale 0,20 y el estático 0,50. Calcula:
a) La fuerza de rozamiento entre el cuerpo y la superficie.
b) La fuerza mínima necesaria para iniciar el movimiento.
c) ¿Cuánto valela fuerza de rozamiento si la fuerza horizontal aplicada es de 40 kp? En este caso, ¿cuánto vale la aceleración?
R: a) 0 N; b) 245 N; c) 98 N; 5,9 ms-2.


Para profundizar


13. Por un plano inclinado 30° sobre la horizontal se lanza hacia arriba un cuerpo de 5,0 kg, con una velocidad de 10 ms-1, siendo el coeficiente de rozamiento cinético entre el cuerpo y el plano 0,20.
a) ¿Cuál serála aceleración de su movimiento?
b) ¿Qué espacio recorre hasta que se para?
c) ¿Qué tiempo tarda en pararse?
R: a) -6,6 ms-2; b) 7,6 m; c) 1,5 s.

14. Un vehículo de 100 kg describe una curva de 20 m de radio. El coeficiente de rozamiento del vehículo con el suelo es 0,20. Determina:
a) Si el suelo fuese horizontal, ¿cuál sería la velocidad máxima que podría llevar el vehículo para que...