EjerciciosFyQ

Masa que hay que suspender de una cuerda para aplicar fuerza sobre las vértebras (7622)

F_y_Q — 2022-06-08T12:46:41Z

Durante la recuperación de una lesión en el cuello, las vertebras cervicales de una persona se mantienen en tensión por medio de un dispositivo de tracción. El dispositivo origina la tensión en las vertebras al tirar hacia la izquierda de la cabeza con una fuerza T que, en efecto, se aplica a la primera vértebra en la parte superior de la columna vertebral. Esta vértebra permanece en equilibrio debido a que es empujada simultáneamente hacia la derecha por una fuerza F aplicada por la siguiente vértebra de la columna. La fuerza F reacciona al efecto de la fuerza T según la tercera ley de Newton. Si se necesita que la magnitud de F sea 34 N, ¿qué masa m se debe suspender de la cuerda?

Como la fuerza F es la fuerza de reacción a T deben tener ambas la misma intensidad o módulo. La fuerza T tiene que ser también, por lo tanto, de 34 N. La masa necesaria será aquella cuyo peso sea equivalente a los 34 N que se necesita:

Descarga el enunciado y la resolución del problema en formato EDICO si lo necesitas.

Velocidad y aceleración de un patinador y un objeto que es lanzado por él (7183)

F_y_Q — 2021-05-22T04:55:40Z

Un patinador de 70 kg se encuentra sobre una pista de hielo sin rozamiento y sostiene un objeto de 2 kg. Si el patinador lanza el objeto con una fuerza de 40 N y esta fuerza actúa durante 0.1 s, calcula:

a) La fuerza que ejerce el objeto sobre el patinador.

b) La aceleración que actúa sobre el objeto.

c) La aceleración que actúa sobre el patinador.

d) La velocidad con que sale lanzado el objeto.

e) La velocidad con que retrocede el patinador.

a) Si aplicas la tercera ley de la dinámica o principio de acción y reacción puedes deducir que la fuerza del objeto sobre el patinador es de igual módulo y dirección pero sentido contrario, es decir, la fuerza del objeto será:

b) La aceleración sobre el objeto, a partir de la segunda ley de la dinámica, es:

c) La aceleración del patinador la calculas de manera análoga:

d) La velocidad del objeto, que parte del reposo, será:

e) La velocidad de retroceso del patinador es:

Patiadores que se separan al aplicar una fuerza conjunta (6679)

F_y_Q — 2020-07-07T07:37:02Z

Dos patinadores A y B se encuentran juntos y en reposo cuando se empujan, lo cual los lleva a separarse una distancia de 5.56 m, en un total de 5.72 s. Despreciando la fuerza de rozamiento y sabiendo que la masa del patinador A es de 45 kg y su velocidad es el triple que la del patinador B, responde a las siguientes cuestiones:

a) ¿Cuál es la masa del patinador B? ¿Y su peso?

b) ¿Cuál es la distancia recorrida por cada patinador?

c) ¿Cuál es la velocidad media de desplazamiento de cada uno de los patinadores?

d) ¿Qué leyes de la física mecánica se dan en este movimiento?

e) ¿Cuál ha sido la fuerza que ha llevado al desplazamiento descrito?

a) En primer lugar debes considerar que la cantidad de movimiento del sistema se conserva:

Como la velocidad de A es tres veces mayor que la de B:

El peso del patinador B es:

c) La velocidad media del movimiento es:

Como la velocidad de A es el triple que la de B:

Este valor indica que la velocidad de B es en sentido contrario a la velocidad de A:

b) La distancia de cada patinador es:

El signo negativo solo indica que el patinador B se desplaza en sentido contrario al patinador A.

d) Se cumplen la conservación de la cantidad de movimiento de un sistema y el principio de acción-reacción de la dinámica.

e) La suma de las fuerzas externas es nula y, por lo tanto, solo debes considerar las fuerzas internas, que son fuerzas de acción y reacción. La aceleración media del sistema es:

La fuerza será:

Aplicación del principio de acción-reacción y segunda ley de Newton (6471)

F_y_Q — 2020-04-19T07:56:44Z

Juana y Juan, cuyas masas son de 50 y 60 kg, respectivamente, están parados en una superficie sin fricción a 10 m de distancia. Juan tira de una cuerda que lo une a Juana y le imprime una aceleración de hacia él.

a) ¿Qué aceleración experimenta Juan?

b) Si la fuerza se aplica de forma constante, ¿dónde se juntarán Juan y Juana?

a) Debes decidir en cuál de ellos tomas la referencia, por ejemplo en Juan. Al tirar de la cuerda, y teniendo en cuenta el prinpicio de Acción-Reacción, aplica una fuerza sobre Juana y ella hace lo mismo sobre Juan, pero con sentido contrario. Ambas fuerzas tienen que ser iguales en módulo:

b) La condición que debes imponer es que la posición de ambos sea la misma, pero teniendo en cuenta que se van a mover con un movimiento MRUA y que la posición inicial de Juana es 10 m alejada de Juan. Además, la velocidad de Juana tiene sentido contrario a la de Juan, es decir, la debes considerar negativa:

Ahora solo tienes que sustituir el valor del tiempo en alguna de las ecuaciones de la posición. Lo puedes hacer en la de Juan:

Aplicación de la tercera ley de la dinámica al caso de un adulto que empuja a un niño patinando (6202)

F_y_Q — 2020-02-29T06:56:56Z

Un niño de 30 kg y un adulto de 80 kg se encuentran cuando están patinando. Si el adulto empuja al niño y la aceleración que adquiere el niño es de , ¿qué fuerza ejerce el niño sobre el adulto? ¿Qué aceleración será la que adquiera el adulto?

Suponiendo que el rozamiento de ambos sobre el hielo es nulo, puedes aplicar la tercera ley de la dinámica: las fuerzas de acción y reacción han de ser iguales pero de sentido contrario:

La fuerza que hace el adulto sobre el niño será:

Esto quiere decir que la fuerza de reacción del niño el adulto será:

La aceleración del adulto la calculamos aplicando la segunda ley de la dinámica:

Aplicación de las leyes de Newton

F_y_Q — 2019-09-04T06:50:51Z

a) Si sobre una pelota dos jugadores ejercen la misma fuerza hacia lados opuestos, ¿cómo se le dice al estado en el que queda?

b) Si a la misma pelota, después de salir de la acción del defensa, el jugador la acelera a , siendo la masa de 600 g, ¿cuánto es la fuerza que le aplica?

c) Si el jugador reclama que lo empujaron pero no se vio desde la perspectiva del árbitro, ¿qué van a tratar de ver desde el VAR?

a) Aplicando la Primera Ley de la Dinámica (Ley de Inercia), y teniendo en cuenta que sobre la pelota se aplican dos fuerzas de la misma intensidad y dirección pero sentido contrario, podemos concluir que la pelota permanecerá en equilibrio dinámico, es decir, conserva su estado de movimiento.
b) Dado que ahora la fuerza neta sobre la pelota no es cero, podemos calcular el valor de la fuerza aplicada a partir de la Segunda Ley de la Dinámica:

c) Si el jugador fue empujado, en las imágenes se debería ver cómo otro jugador ejerce una fuerza sobre él. Si tenemos en cuenta la Tercera Ley de la Dinámica (Principio de Acción-Reacción), el jugador que empuja debería desplazarse en sentido contrario hacia donde se desplazó el que reclama la falta.

Relación entre las aceleraciones de dos niños que tiran de una cuerda (5535)

F_y_Q — 2019-08-07T13:31:21Z

Dos niños sentados sobre patinetes en una pista de hielo, tiran de una soga el uno hacia el otro. Si uno tiene el doble de masa que el otro, determina la relación entre sus aceleraciones.

Para hacer este ejercicio, debes tener en cuenta la tercera ley de Newton o principio de acción-reacción. Las fuerzas que ambos niños hacen sobre la cuerda han de ser iguales y de sentido contrario, si supones que la cuerda es inextensible. Llamas a la fuerza que hace el primer niño sobre el segundo y su masa es «m». Llamas a la fuerza que hace el segundo niño sobre el primero y su masa será «2m» (por ser el doble). Si igualas ambas fuerzas y aplicas la segunda ley de la dinámica:

La conclusión es que la aceleración del niño de menor masa es el doble que la aceleración del niño de mayor masa.

Aplicación del Principio de Acción-Reacción de Newton

F_y_Q — 2019-05-25T07:20:19Z

¿Cuál es la fuerza normal sobre el cuerpo si su masa es de 8 kg? Considera que

Fuerza vertical aplicada sobre un cuerpo en plano horizontal

Sobre el bloque hay dos fuerzas, una de contacto que nos indica el dibujo que tiene un valor de 40 N y otra a distancia que es el peso del cuerpo y que es:

Ambas fuerzas son verticales y de sentido descendente. El suelo recibe la resultante de esas fuerzas y reacciona con otra fuerza de la misma intensidad, pero sentido contrario, sobre el cuerpo. Es la fuerza que llamamos normal y que será de (40 + 80) N = 120 N.

¿Por qué resbalamos sobre el suelo encerado? (4543)

F_y_Q — 2018-05-21T06:21:47Z

¿Por qué es más fácil resbalarse al caminar sobre un suelo encerado que sobre otro que no lo está?

Lo que llamamos resbalar no es otra cosa que perder la fricción entre el suelo y las suelas de nuestros zapatos. Al estar encerado el suelo se reduce su coeficiente de rozamiento por lo que, si no reducimos la tracción al caminar, las suelas superarán el coeficiente de rozamiento y se producirá el resbalón.

Principio de Acción y Reacción aplicado a un atleta 0001

F_y_Q — 2017-10-30T07:02:24Z

En el arranque de una carrera de 100 m lisos un atleta logra una aceleración de . Si su masa es de 60 kg:
a) ¿Cuál habría sido la fuerza con la que el suelo lo impulsó?
b) ¿Qué fuerza tuvo que ejercer el atleta sobre el suelo al arrancar?

a) La fuerza con la que el atleta fue impulsado por el suelo, aplicando la Segunda Ley de Newton, será:

b) Si consideramos que la fuerza que ejerce el suelo es positiva, porque coincide con el sentido del movimiento del atleta, es decir, estamos considerando que la aceleración es positiva, la fuerza que ejerce el atleta sobre el suelo ha de ser -180 N, ya que ha de ser igual en módulo pero de sentido contrario, según la Tercera Ley de Newton.