Estudio das forzas

1. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicio: 1 ¿Podemos comproba-la lei da inercias nunha nave espacial queviaxe po lo espacio exterior  lonxe da influencia de calquera astro?¿Necesitara combustible para viaxar? 1 • Se a nave cambia a súa velocidade, a tripulación sentirá a inercia que o impulsa cara adiante se a nave freou, ou cara atrás se a nave aumenta a velocidade. Tamén os cambios na dirección da velocidade serán apreciables. b) Necesitará combustible para modificala súa velocidade, pero non para mantela.

2. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 2 No seu movemento unha gacela deixa unhas pegadas en liña rectamoi separadas e igualmente esparcidas .   Deduce:a)      se a gacela vai de presa ou de vagarb)      se hai forza resultante sobre ela 2 • A traxectoria (é recta) non nos informa de variacións no valor numérico da velocidade, só informa de cambios de dirección. • O feito de que as pegadas estean moi separadas e igualmente espaciadas fai supoñer que vai de présa, percorre moito espacio en pouco tempo, ou está xogando a saltar. • E tamén indica que a velocidade é uniforme (igualmente espaciadas). • b) En liña recta e con movemento uniforme, implica que non actúan forzas.

3. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 3, 4 ¿ Que forza necesita para parar un camión de 3000 kg se frea cunha aceleración de 2.5 m/s2? . 3 m=3000kg a=-2´5m/s2 Aplicando a segunda lei de Newton: F = m.a O módulo é F = 3000 kg . (-2´5 m/s2)= -7500 N A forza ten a mesma dirección que o vector velocidade, e sentido contrario por ser de freado Un coche de masa 1000 kg, ¿ que forza necesita para parar coa mesma aceleración? 4 m = 1000kg a=-2´5m/s2 Aplicando a segunda lei de Newton: F = m.a Módulo F = 1000 kg . (-2´5 m/s2) = -2500 N Dirección a da velocidade e sentido contrario

4. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 5 Calcula a forza que actúa sobre sobre un corpo de 2 kg de masa que xira cunha velocidade constante de 4 m/s describindo unha circunferencia de raio 3 m. Debuxaa. 5 • MCU F = ? m = 2 kg v = 4 m/s R = 3 m • velocidade constante non hai aceleración tanxencial • traxectoria circular ten aceleración normal • an = v2 / R =(4m/s)2 / 3m = 5´33m/s2 • Por a segunda lei de Newton: • O módulo da forza será • F = m.a = 2kg. 5´33m/s2 =10´66N • A dirección é radial e o sentido cara ao centro

5. F(N) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 F = 5N F = 5N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 t (s) 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 6 Un corpo de 2 kg, de masa que leva un mrua cambia a súa velocidade de 0 a 10 m/s en 4 s, ¿Que forza actúa sobre el? Debúxaa  e realiza a gráfica F-t do movemento. 6 MRUA m= 2kg vo =0 m/s vf = 10 m/s t = 4s O módulo da forza, segundo a segunda lei de Newton é F = m.a = 2 kg .a Para coñecer a aceleración: S0 = 0 s = s0+v0t + ½ at2 v0 = 0 v = v0 +at a = ? Utilizando o dato da velocidade aos 4 s . 10 m/s = a. 4s a = 2’5 m/s2 F = 2kg . 2´5m/s2 = 5N. A forza aumenta a velocidade o que quer dicir que ten a mesma dirección e sentido que ela. O seu módulo é constante así que a representación F-t é unha liña horizontal V0 = 0 m/s v = 10 m/s

6. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicio: 7 m=30kg F = 20 N m´=40 kg a´ = ? de m´ Aplicando a segunda lei de Newton: F = m´.a´ 20 N = 40 kg . a´, a´ = 20N / 40kg = 0´5 m/s2 Moverase na dirección e sentido da forza aplicada. Un obxeto de 30 kg, exerce unha forza de 20 N sobre outro de 40 kg, estando ambos inicialmenteen reposo. ¿Con que aceleración se moverá este último e cara a onde?. 7

7. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicio: 8 Calcula a forza que recibe o obxecto de 30 kg, do problema anterior, a aceleración que experimenta e cara a onde se moverá. 8 m = 30 kg a = ? A forza ten o mesmo valor e dirección que a anterior, o seu sentido será o contrario F = 20 N Aplicando a segunda lei de Newton: F = m.a 20 N = 30 kg . a a = 20N / 30kg = 0´66 m/s2 Moverase na mesma dirección que o anterior, en sentido contrario

8. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 9, 10 m=10kg g = 9´8 m/s2 P = m.g P = 10 kg . 9´8 m/s2 =98 N 9 Calcula o peso dun corpo de 10 kg, de masa. 10 Se un corpo ten un peso de 400 N ¿Cal é o valor da súa masa? P = 400 N g = 9´8 m/s2 P = m.g m = P / g =400 N / 9´8 m/s2 = 40´8 kg

9. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 11, 12 Cando sostés un libro na man ¿que forzas actúan sobre o libro?¿Onde están as súas reaccións? 11 ¿Que pasaría si os equipos que xogan a tirar da corda estivesennunha superficie xeada sen apenas rozamento?. 12 O chan non ofrecería resistencia, esvararían, os pes iríanselles cara adiante e caería sentados e de seguir tirando, xúntanse.

10. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 13, 14 Un futbolista dálle.unha patada ó balón que lle chega nun partido. ¿Podemos asegurar  que vai seguir na dirección da forza coa que se lle dá a patada?. 13 As forzas producen cambios na velocidade Para saber a velocidade final hai que ter en conta a velocidade inicial e a forza, tanto en módulo como en dirección e sentido Un coche que vai por unha estrada recta a 100 km /h ¿ está enequilibrio? ¿Está en repouso?. 14 Viaxa con movemento rectilíneo e uniforme, a resultante das forzas que actúan sobre el é nula, polo tanto está en equilibrio Móvese polo tanto non está en repouso

11. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 15, 16 Cando o debuxo das rodas dun coche se gasta hai que cambialas ¿Por que?. 15 Movemento uniforme quere dicir velocidade constante. Velocidade constante quere dicir aceleración nula. Aceleración nula quere dicir forza total igual a cero As dúas forzas, a motriz e a de rozamento son iguais en módulo e dirección, pero de sentido contrario, sumadas dan cero. Co debuxo en bo estado, agárrase mellor á estrada, aumenta o rozamento e non patina. É máis seguro. Sen debuxo a superficie de apoio é maior. O peso do coche repártese máis, diminúe a presión, diminúe o rozamento. Se un coche vai con movemento uniforme a 80 km/h ¿Que relaciónhai entre a forza do motor que o impulsa cara a adiante e a forza dorozamento sobre el?. 16

12. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 19 Un xogador de fútbol saca o balón desde o corner. Imaxina omovemento que leva o baón e deduce:a)Mentres lle da a patada, é evidente que recibiu unha forza. ¿Queefecto pruduciu na velocidade do balón?.b) Cando está no aire, ¿está recibindo algunha forza? Explica a razón. 19 a)O módulo da velocidade aumenta de cero a un valor A dirección da velocidade inicial depende da dirección da forza da patada b) No aire actúa a forza da gravidade, sábese polo cambio de dirección do vector velocidade, que depende da dirección inicial (que depende da patada) e da dirección da gravidade.

13. S(m) v(m/s) v(m/s) t (s) t (s) t (s) t (s) 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 20 Dadas as seguintes gráficas en diferentes movementos rectilíneos: ¿En cales destes movementos está actuando unha forza resultante sobre o corpo que o leva?. 20 Ao longo do tempo o corpo está no mesmo sitio, non hai movemento, R = 0. Liña recta na gráfica s-t quere dicir v = cte en módulo, por ser rectilíneo, R=0 S(m) Gráfica v-t, o módulo da velocidade aumenta no tempo, hai aceleración e polo tanto forza na dirección e sentido da velocidade Gráfica v-t, o módulo da velocidade diminúe no tempo, hai aceleración e polo tanto forza na dirección da velocidade e sentido contrario

14. F(N) F(N) t (s) t (s) 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios:21, 22 21 Relaciona as gráficas F-t cos tipos de movementos. MCU MRU MRUA Un tractor vai con movemento uniforme seguindo cada unha das traxectorias debuxadas. Indica en cada caso se hai forza resultante sobre o tractor. 22 Movemento uniforme con traxectoria rectilínea: R = 0 Movemento uniforme con traxectoria curvilínea: Hai forza resultante

15. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 23 23 Un coche de 8000 kg, de masa arranca cunha aceleración de 3 m/s2 ¿Que forza actuou sobre el?. m =8000 kg a = 3m/s2 Por a segunda lei de Newton F = m . a F = 8000 kg .3m/s2 F = 24000N

16. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 24 Unha moto de 100 kg vai a 108 km/h e frea ata parar en 5 s.a)      Debuxa tódalas forzas que actúan sobre ela.b)      Cal é a forza resultante e cara a onde está dirixida? 24 O peso da moto que actúa sobre a moto, a reacción correspondente que actúa sobre a Terra A forza dos freos, sobre a moto, e a súa reacción sobre o chan. A resultante R é a forza da freada, que ten a mesma dirección e sentido contrario á velocidade, o valor do seu módulo calcúlase con a 2ª lei de Newton: F = m.a Para calcular a aceleración: vo = 108 km/h = 30 m/s vf = 0 para t= 5s v = vo + at v – vo = at Para calcular a forza

17. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 25 Cando á bóla dun reloxo de péndulo está nun dos extremos:a) ¿ Está enrepouso?.b) ¿Está en equilibrio?.Razoa as respostas. 25 No extremo a bola deixou de subir e aínda non empezou a baixar, non se move logo está en repouso. Sobre a bola actúa a forza da gravidade, será quen lle faga baixar, actúa unha forza, logo non está en equilibrio

18. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 26 Observa a figura con tódalas forzas debuxadas nela:a)Sobre o home que leva o carro da compra. ¿Que produce cada unha das forzas que actúan ?.b) ¿Cales son as reaccións e onde actúan?c) ¿Está o home en equilibrio?.d) ¿Que tipo de movemento levará: uniforme ou variado?. 26 F2 e a reacción de F1, débese á resistencia que opón o carro a ser empurrado F débese aos músculos das pernas R e a reacción de F, actúa sobre o chan. F1 e a reacción de F2 , actúa sobre o carro. O home está en equilibrio sempre que |F| = |F2| Ao non estar en equilibrio, actúan forzas sobre el, o movemento é variado

19. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 27, 28 Cando unha lura quere fuxir lanza un chorro de borra. ¿Que sucede a continuación e por que?. 27 A lura experimenta unha forza igual e de sentido contrario á que actúa sobre o chorro de auga con tinta. Esta forza imprímelle unha aceleración que a pon en movemento Indica cal é o peso de un bote de pintura de ½ kg, e o de unha persoa de 60 kg 28 O peso da lata de pintura será P=m.g = 0´5 kg.9´8m/s2 = 4´9 N O peso da persoa será P=m.g = 60 kg.9´8m/s2 = 588 N

20. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 29 Dous coches van por unha autoestrada recta cun unha velocidade de 120 km/h  e 80 km,/h respectivamentea) Compara as forzas resultantes sobre ambosb) Compara as forzas de rozamento en ambos.Explica as respostas. 29 • Traxectoria recta e velocidade constante implica que R = 0 en ámbolos dous casos • A forza de rozamento en cada caso é igual á forza que fai o motor, para que así a resultante poida ser nula

21. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 31 • Na segunte figura podemos ver as gráficas de diferentes movementos. • Se os movementos son rectilíneos, ¿en cales existe forza resultante actuando sobre o móbil? • Se son curvilíneos ¿en cales existe forza resultante actuando sobre o móbil? • Se non sabemos as traxectorias ¿en que casos podemos asegurar que hai forza actuando sobre eles? 31 a)Se os movementos son rectilíneos non teñen aceleración normal. Para saber se variou o módulo da velocidade, míranse os gráficos s-t resultando que 1 e 2 son de velocidade constante, e 3 de velocidade variable, acelerado, actuou unha forza en 3 b)Se son curvilíneos, a forza actuou en todos c) No caso 3 actuou unha forza, independentemente da traxectoria

22. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 32 32 • Segundo o gráfico, nos primeiros dous segundos varía a velocidade, polo tanto houbo aceleración, que calculamos cos datos do gráfico: para t=2s, v=9m/s e v0=0 v = v0+at, a = 4,5m/s2 Sabendo a, calculamos F coa segunda lei de Newton F = 60kg.4,5m/s2 = 270N b) No resto do movemento v=cte, a=0 F=0

23. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 33 33 • m=2kg F=10N-5N=5N 2ª lei Newton: F=m.a a=2,5m/s2 • a=2,5m/s2 v0=0m/s t=3s v=v0+at v=7,5m/s c) a=2,5m/s2 v0=6m/s t=3s v=v0+at v=13,5m/s d) a=2,5m/s2 v0=-20m/s t=3s v=v0+at v=-12,5m/s e) F=m.a= 4N Engadiremos unha forza de 1N, na dirección e sentido de F2

24. 3 Estudio das forzas Física e Química 4º ESO Exercicios: 34, 34 Fmotriz= 300 N, Frozamento= 100N m= 200kg a=? F=m.a 200N=200kg.a a= 1m/s2 V0=0m/s t=20s a=1m/s2 v=v0+at=20m/s Fmotriz= 30 N, Frozamento=40N m=5kg a=? F=m.a a=0 porque Fmotriz<Frozamento