taller de leyes de newton. movimientos rectilíneos

7/17/2019 Taller de Leyes de Newton. Movimientos Rectilíneos.

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Universidad Nacional de Colombia

Sede Medellín

Escuela de Física

Taller de Física I

Leyes de Newton Parte 1

1. Enuncie claramente y explique con sus propias palabras el significado de las tres

leyes de Newton sobre el movimiento. Apóyese en algunos ejemplos.

2. esponda verdadero o falso

!n cuerpo puede tener velocidad cero y" sin embargo" estar acelerado !"# !F#

!n cuerpo puede reali#ar un movimiento circular y no tener aceleración !"# !F#

$os cuerpos m%s pesados caen m%s r%pido. !"# !F#

&i un 'ombre se lan#a desde un balcón con un bulto de cemento sobre

el 'ombro cae m%s r%pido que si se lan#a sin el bulto de cemento.

!"# !F#

Explique sus respuestas

(. )nterprete" con base en las leyes de Newton" los siguientes 'ec'os*

a+ !n 'ombre de pie en un bus se siente lan#ado 'acia delante cuando el bus se

detiene bruscamente y 'acia atr%s cuando arranca de s,bito.

b+ !n 'ombre en un bus se siente lan#ado 'acia las paredes laterales -'acia fuera+

del bus cuando ste efect,a una curva r%pida.

/. 0aga diagramas de fuer#as y explique con base en las leyes de Newton.

a+ ómo es posible que el caballo y la carreta se puedan mover conjuntamente

si se sabe que la fuer#a que el caballo 'ace sobre la carreta es igual y contraria a

la que la carreta le 'ace al caballo.

b+ u%l es la fuer#a que 'ace que se pueda saltar3 4bserve que 'ay un cambio

de velocidad que necesita la acción de una fuer#a externa. 0aga diagramas de

fuer#as y explique con base en las leyes de Newton.

5.. 6escriba lo que sucede en un c'oque en trminos de fuer#as y cambios de velocidad

de los cuerpos que colisionan. 6escriba tambin lo que le sucede a un pasajero de un

ve'7culo que c'oca i+ mientras retrocede ii+ mientras avan#a 'acia delante.

8. 6escriba las fuer#as que act,an sobre un 'ombre que est% de pie en reposo sobre un

piso 'ori#ontal en la superficie de la tierra. u%l es la fuer#a que 'ace que el 'ombre

pueda comen#ar a moverse en alguna dirección3 ómo saldr7a usted de una pista de'ielo desprovista completamente de fricción3

9. 0aga el diagrama de fuer#as y explique" con base en las leyes de Newton" el

movimiento de a+ !n carro arrancando. b+ !n 'ombre que inicia una caminada. c+ !na

canoa de remos. d+ !n 'ombre que sube por una cuerda.

:u 'ar7a usted si el carro en el cual viaja comien#a a patinar en un pantanero sin

lograr avan#ar3

1



;.

0acer diagramas de las fuer#as que act,an

sobre cada uno de los bloques A" <" .

=odas las superficies son rugosas.

>. !n bloque se coloca sobre una 'oja de papel sobre una mesa 'ori#ontal. 0aga el

diagrama de fuer#as que act,an sobre el bloque y sobre la 'oja de papel. 6escriba lo

que sucede al 'alar suavemente la 'oja de papel y muestre" con base en las leyes de

Newton" la relación entre las fuer#as y el movimiento. )dentifique las parejas de acción

y reacción presentes en los dos diagramas de fuer#as. :u sucede cuando se 'ala

s,bitamente3

1?.

El dispositivo mostrado

en la figura se suelta

desde el reposo cuando

m est% a una altura ' del

piso. El coeficiente de

fricción din%mico entre

@ y el plano inclinado

es µ. 0allar la distancia

total recorrida por @

'asta detenerse.

11. En el arreglo mostrado"u%l debe ser la fuer#a necesaria para que la lectura en la

balan#a sea BC(3 0aga diagramas de fuer#as claros y

sea concluyente en sus argumentos.

12. !n cuerpo de ?.1Dg de masa cae desde una altura de (m sobre un mont7culo de

arena. &i el cuerpo penetra (cm en la arena y se detiene" qu fuer#a -supuesta

constante+ ejerció la arena sobre l3 :u opina de la 'ipótesis de que la fuer#a es

constante3

1(. !n automovilista lleva una velocidad de 1?? DmC' y frena bruscamente

detenindose despus de recorrer 5?m. alcular* a+ el tiempo que necesitó para

detenerse" b+ el coeficiente de ro#amiento entre las llantas y el asfalto.

2



1/. !n camión sube por una pendiente del ( por 1?? con una velocidad constante de

8?DmC'. &i el conductor no var7a la posición del acelerador" ni la de la palanca del

cambio de velocidades para pasar a otra velocidad" u%l ser% la aceleración del camión

al llegar a un tramo 'ori#ontal de la carretera3 u%l es la fuer#a que le produce esta

aceleración3

15. $a tracción de un camión se define como la fuer#a de tracción entre las llantas de las

ruedas de tracción y el piso. ara un camión utili#ado en un sitio de construcción la

tracción realmente utili#ada por el conductor en cada uno de los primeros cinco cambios

y la m%xima rapide# para cada cambio se anota a continuación*

Cambio "elocidad!mi$%# Tracci&n media ! lb'#

1a ( 8???

2a 8 (;??

(a > 2;??

/a 15 2???

5a 29 15??

&abiendo que el camión -y su carga+ pesa //??? lbf y tiene una resistencia a la rodadura

de 8? lbfCton para una v7a sin pavimento" determinar el tiempo requerido para que el

camión adquiera una rapide# de 29 miC'. 6espreciar el tiempo necesario para efectuar

los cambios.

18. El coeficiente de ro#amiento entre la carga y la plataforma de un camión es ?" /?.

uando lleva una velocidad cuya magnitud es de 5? D m C'" calcular la distancia m7nima

en que puede detenerse el camión sin que la carga comience a despla#arse 'acia delante.

19. !n camión y una caja que reposa sobre su plataforma vienen movindose a una

velocidad de 1?mCs. $a caja est% a 2.5m de la cabina del camión.

&,bitamente" el conductor aplica los

frenos producindole al camión una

desaceleración constante que lo detiene

despus de recorrer 5m.

• 0aga un diagrama de fuer#as de la caja cuando el camión ya 'a comen#ado la

desaceleración.

• &i el coeficiente est%tico de fricción entre la caja y la plataforma es ?.;" determine si

la caja desli#a o no sobre la plataforma.

• &i el coeficiente de fricción din%mica entre la plataforma y la caja es ?.5" u%nto

tiempo transcurre 'asta que la caja c'oca con la cabina3

&ugerencia* Escoja unos ejes y un origen" y de acuerdo a ello" defina las

condiciones iniciales para la caja y para la cabina. 0alle la posición de la caja yde la cabina en un instante genrico t. 4bserve que el tratamiento para el

(



movimiento del camión es puramente cinem%tico" mientras que el movimiento

de la caja requiere inicialmente un tratamiento din%mico.

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