GUÍA DE PREGUNTAS Y EJERCICIOS ASIGNATURA: FísicaCURSO: I Bachillerato en Ciencias y Letras

Preguntas para análisis

1. ¿Un cuerpo puede estar en equilibrio sí solo una fuerza actúa sobre él? Explique.

2. Una bola lanzada verticalmente hacia arriba tiene velocidad cero en su punto más alto. ¿Está en equilibrio ahí? ¿Por qué sí o por qué no?

3. Si la fuerza neta sobre un objeto es cero. ¿Podemos concluir que el objeto está en reposo? Explique.

4. Un objeto pesa 300 N en la tierra y 50 N en la Luna ¿El objeto también tiene menos inercia en la Luna?

5. Si un automóvil da vueltas por una pista circular con rapidez constante de 35 m/s. ¿Actúa una fuerza neta sobre él? Explique.

6. ¿Hay algún error en estas afirmaciones? Cuando se golpea una pelota de beisbol con un bate hay fuerzas iguales y opuestas sobre el bate y sobre la pelota. Las fuerzas se cancelan y no hay movimiento. Explique

7. Un astronauta tiene una masa de 70 kg en la Tierra. ¿Cuánto pesará en el espacio profundo lejos de cualquier cuerpo celestial? ¿Qué masa tendrá ahí?

8. Al volar en un avión de noche en aire tranquilo, no tenemos sensación de movimiento, aunque el avión vaya a 800 km/h ¿Por qué?

9. La inercia no es una fuerza que mantiene las cosas en su lugar o moviéndose ¿Por qué sabemos esto?

10. Una pelota de hule se deja caer al suelo. ¿Qué fuerza causa el rebote de la pelota?

11. Si usted empujara una pequeña caja que está en reposo necesitaría cierta fuerza para que inicie su movimiento. Sin embargo, una vez en movimiento sólo se necesita una fuerza muy pequeña para mantener ese movimiento. ¿Por qué?

12. Si un auto viaja con rapidez constante de 20 m/s. ¿Cuál es la fuerza resultante que actúa sobre él?

13. ¿Puede un coeficiente de fricción ser mayor que 1.0? ¿Por qué?

14¿Quién siente un mayor tirón por la gravedad terrestre, una piedra de 10 kg o una de 20 kg? Si las deja caer ¿Por qué la piedra de 20 kg no cae con el doble de aceleración de la piedra de 10 kg?

15. ¿Por qué no debemos decir que 1.0 kg es igual a 2.2 lb? Explique.16. Si preguntamos qué fuerza hace que un auto acelere hacia adelante, la mayoría de la gente contesta: “la fuerza del motor”. Sin embargo, ¿qué fuerza es directamente responsable de la aceleración del coche?

17. En la luna g = 1.62 m/s2. Si un tabique de 2 kg cae sobre su pie desde una altura de 2 m. ¿Le dolerá más, menos o lo mismo en la Luna que en la Tierra? Explique. Si se lanza el mismo tabique y lo golpea horizontalmente moviéndose a 6 m/s. ¿Le dolerá más menos o igual en la Luna que en la Tierra? Explique. Suponga que en la luna está dentro de un cuarto presurizado así que no usa traje espacial?

18. Si tiene las manos mojadas y no dispone de una toalla, puede eliminar el exceso de agua sacudiéndolas. ¿Por qué se elimina el agua así?

19. Se tiende un cordón entre dos palos. Por más que se estira el cordón siempre cuelga un poco del centro. Explique por qué.

20. Si hay una fuerza neta sobre una partícula en movimiento circular uniforme. ¿Por qué no cambia la rapidez de la partícula?

21. Un profesor gira un tapón de hule en un círculo horizontal en el extremo de un hilo y le dice a Carolina, sentada en la primera fila del aula que soltará el hilo cuando el tapón este directamente frente al rostro de ella. ¿Debe preocuparse Carolina? ¿Por qué si o por qué no?

22. Describa la trayectoria de un objeto en movimiento si su aceleración es constante en magnitud y es a) perpendicular a la velocidad b) paralela a la velocidad.

23. Describa una situación en la que un conductor de automóvil puede tener una aceleración centrípeta pero no tangencial.

24. Si la aceleración de un objeto aumenta el triple de su valor inicial. ¿Qué sucede con la masa? ¿Qué sucede con la fuerza?

25. ¿Por qué una llanta que gira con rapidez salpica lodo?

EJERCICIOS

1. Un niño tira de una caja de 30 kg con una fuerza de 25N en la dirección que se muestra en la figura. Si el coeficiente de fricción cinética entre la caja y la superficie es de 0.35 ¿Qué aceleración tiene la caja?

2. Una joven empuja una podadora de pasto de 25 kg si F= 30N y θ=37º ¿qué aceleración tiene la podadora? ¿Qué fuerza normal ejerce el césped sobre la podadora?

3. Dos bloques de masas 4.00 kg y 8.00 kg están conectados por un cordel y bajan resbalando por un plano inclinado de 30º. El coeficiente de fricción cinética entre el bloque de 4.00 kg y el plano es de 0.25 y entre el bloque de 8.00 kg y el plano 0.35. Calcule la aceleración de cada bloque y la tensión en el cordel. ¿Qué sucede si se invierten las posiciones de los bloques?

RESPUESTA: a = 2.21 m/s2 T = 2.27 N

4. Un muchacho arrastra su trineo de 60.0 N con una rapidez constante al subir por una colina de 15.0º. Con una cuerda unida al trineo lo jala con una fuerza de 25.0 N. Si la cuerda tiene una inclinación de 35º respecto a la horizontal.

a) ¿Cuál es el coeficiente de fricción cinética entre el trineo y la nieve?b) En la parte más alta de la colina el joven sube al trineo y se desliza hacia

abajo. ¿Cuál es la magnitud de la aceleración al bajar la pendiente?

RESPUESTA: a) μk=0.16 b) a = 1.01 m/s2

5. En la siguiente figura un caballo de 500 kg jala un trineo de 100 kg. El sistema tiene una aceleración hacia delante de de 1.0 m/s2 cuando la fuerza de fricción sobre el trineo es de 500N. Determine

a) La tensión en la cuerdab) La fuerza de fricción ejercida sobre el caballo

RESPUESTA: a) T = 600 N b) f = 1100 N

6. Dos bloques de 3.50 kg y 8.00kg de masa se conectan por medio de una cuerda de masa despreciable que pasa por una polea sin fricción. Las pendientes son sin fricción. Encuentre:

a) La magnitud de la aceleración de cada bloque

b) La tensión en la cuerda

RESPUESTA: a) a = 2.20 m/s2 b) 27.4 N

7. Un bloque de 5.0 kg se coloca sobre un bloque de 10.0 kg. Una fuerza horizontal de 45 N se aplica al bloque de 10.0 Kg y el bloque de 5.0 Kg se amarra a la pared. El coeficiente de fricción cinética entre todas las superficies es 0.200. Determine la tensión en la cuerda y la aceleración del bloque de 10.0 kg.

RESPUESTA: T = 9.8 N a = 0.58 m/s2

8. Determine la distancia de frenado para un esquiador que se mueve hacia debajo de una pendiente de 5.00º a una rapidez inicial de: 20.0 m/s. Suponga que el coeficiente de fricción cinética entre el trineo y la pendiente es de: 0.180.

RESPUESTA: x f=221 m

9. Tres bloques están en contacto entre si sobre una superficie horizontal sin fricción. Una fuerza F es aplicada al bloque 1 Si el bloque 1 tiene una masa de 2.00 Kg, el bloque 2 de 3.00 kg y el bloque 3 de 4.00 kg. Encuentre

a) La aceleración de los bloquesb) Las magnitudes de las fuerzas de contacto entre los bloques

RESPUESTA: a) a = 2.00 m/s2 b) P = 14.0 N Q = 8.00 N

10. El bloque A de la siguiente figura tiene peso wA y el B, wB . Una vez que el bloque B se pone en movimiento hacia abajo, desciende con rapidez constante. Demuestre que:

μk=mBmA