Estudio das forzas

a) 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.

3 Estudio das forzas Física e Química4º ESO

Exercicio: 1

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?


Exercicios: 2

a) 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.

2No 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

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 NA forza ten a mesma dirección que o vector velocidade, e sentido contrario por ser de freado


Exercicios: 3, 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 NDirección a da velocidade e sentido contrario

3

4

¿ Que forza necesita para parar un camión de 3000 kg se frea cunha aceleración de 2.5 m/s2? .

Un coche de masa 1000 kg, ¿ que forza necesita para parar coa mesma aceleración?


Exercicios: 5

MCU F = ? m = 2 kg v = 4 m/s R = 3 m

velocidade constante non hai aceleración tanxencialtraxectoria 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

5Calcula 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.

MRUA m= 2kg vo =0 m/s vf = 10 m/s t = 4sO módulo da forza, segundo a segunda lei de Newton é F = m.a = 2 kg .aPara 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

F(N)

9 8 7 6 5 4 3 2 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 t (s)


Exercicios: 6

F = 5N F = 5N

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

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.


Exercicio: 7

7 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?.


Exercicio: 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 Calcula a forza que recibe o obxecto de 30 kg, do problema anterior, a aceleración que experimenta e cara a onde se moverá.

m=10kg g = 9´8 m/s2

P = m.gP = 10 kg . 9´8 m/s2 =98 N


Exercicios: 9, 10

P = 400 N g = 9´8 m/s2

P = m.g m = P / g =400 N / 9´8 m/s2 = 40´8 kg

9

10

Calcula o peso dun corpo de 10 kg, de masa.

Se un corpo ten un peso de 400 N ¿Cal é o valor da súa masa?


Exercicios: 11, 12

11

Forza Actúa sobre Acción Actúa sobre Reacción

Peso libro Terra

Resistencia libro man

O chan non ofrecería resistencia, esvararían, os pes iríanselles cara adiante e caería sentados e de seguir tirando, xúntanse.

12

Cando sostés un libro na man ¿que forzas actúan sobre o libro?¿Onde están as súas reaccións?

¿Que pasaría si os equipos que xogan a tirar da corda estivesennunha superficie xeada sen apenas rozamento?.


Exercicios: 13, 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

14

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

13 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?.

Un coche que vai por unha estrada recta a 100 km /h ¿ está enequilibrio? ¿Está en repouso?.


Exercicios: 15, 16

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.

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.

16

Cando o debuxo das rodas dun coche se gasta hai que cambialas ¿Por que?.

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?.


Exercicios: 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.

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.

Ao longo do tempo o corpo está no mesmo sitio, non hai movemento, R = 0.


Exercicios: 20

20

Liña recta na gráfica s-t quere dicir v = cte en módulo, por ser rectilíneo, R=0

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

S(m)

t (s)

S(m)

t (s)

v(m/s)

t (s)

v(m/s)

t (s)

Dadas as seguintes gráficas en diferentes movementos rectilíneos: ¿En cales destes movementos está actuando unha forza resultante sobre o corpo que o leva?.

MCU


Exercicios:21, 22

21

Movemento uniforme con traxectoria rectilínea: R = 0

Movemento uniforme con traxectoria curvilínea: Hai forza resultante

22

t (s)

F(N)

t (s)

F(N)MRU

MRUA

Relaciona as gráficas F-t cos tipos de movementos.

Un tractor vai con movemento uniforme seguindo cada unha das traxectorias debuxadas. Indica en cada caso se hai forza resultante sobre o tractor.


Exercicios: 23

m =8000 kg a = 3m/s2

Por a segunda lei de Newton F = m . a

F = 8000 kg .3m/s2 F = 24000N

23 Un coche de 8000 kg, de masa arranca cunha aceleración de 3 m/s2 ¿Que forza actuou sobre el?.

O peso da moto que actúa sobre a moto, a reacción correspondente que actúa sobre a TerraA forza dos freos, sobre a moto, e a súa reacción sobre o chan.


Exercicios: 24

24

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 Ns

mkgamF 600)6.(100.

2

20 6

5

300

s

m

ssm

sm

at

vv

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?

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


Exercicios: 25

25 Cando á bóla dun reloxo de péndulo está nun dos extremos:a) ¿ Está enrepouso?.b) ¿Está en equilibrio?.Razoa as respostas.


Exercicios: 26

R e a reacción de F, actúa sobre o chan.

F1 e a reacción de F2 , actúa sobre o carro.

F2 e a reacción de F1, débese á resistencia que opón o carro a ser empurrado

F débese aos músculos das pernas

26

O home está en equilibrio sempre que |F| = |F2|

Ao non estar en equilibrio, actúan forzas sobre el, o movemento é variado

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?.

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


Exercicios: 27, 28

27

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

28

Cando unha lura quere fuxir lanza un chorro de borra. ¿Que sucede a continuación e por que?.

Indica cal é o peso de un bote de pintura de ½ kg, e o de unha persoa de 60 kg


Exercicios: 29

a) Traxectoria recta e velocidade constante implica que R = 0 en ámbolos dous casos

b) A forza de rozamento en cada caso é igual á forza que fai o motor, para que así a resultante poida ser nula

29Dous 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.

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


Exercicios: 31

31 Na segunte figura podemos ver as gráficas de diferentes movementos.a) Se os movementos son rectilíneos, ¿en cales existe forza resultante actuando

sobre o móbil?b) Se son curvilíneos ¿en cales existe forza resultante actuando sobre o móbil?c) Se non sabemos as traxectorias ¿en que casos podemos asegurar que hai

forza actuando sobre eles?


Exercicios: 32

a) 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

32

a) m=2kg F=10N-5N=5N 2ª lei Newton: F=m.a a=2,5m/s2

b) 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


Exercicios: 33

33

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


Exercicios: 34,

Fmotriz= 30 N, Frozamento=40N m=5kg a=?

F=m.a a=0 porque Fmotriz<Frozamento

34

Estudio das forzas

Documents

Transcript of Estudio das forzas