Ejercicios para Propuesta de Examen de Cinemática y Dinámica, para Física y Química de 4º de E.S.O.
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Ejercicios Resueltos de Dinámica, de Aplicación de las Leyes de Newton, para Física de Secundaria
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Ejercicio Resuelto de Dinámica, de Aplicación de las Leyes de Newton, con Rozamiento, para Física de Secundaria

EJERCICIO RESUELTO DE DINÁMICA, DE APLICACIÓN DE LAS LEYES DE NEWTON, CON ROZAMIENTO PARA FÍSICA DE SECUNDARIA:

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EJERCICIO FQ4E1912:

Un objeto de 8 kg se desplaza por una superficie horizontal que presenta un coeficiente de rozamiento igual a 0,2, mediante la acción de una fuerza de 30 N que forma un ángulo de 20º con la horizontal. Hallar:

a) La aceleración a la que se encuentra sometida el cuerpo.

b) El espacio que recorre en 7 segundos, suponiendo que parte del reposo.

RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO:

Estamos en un ejercicio de Dinámica, donde hay que aplicar las Leyes de Newton para responder a lo que nos solicitan. IR A APLICACIÓN DE LAS LEYES DE NEWTON EN PROBLEMAS DE DINÁMICA.

En este caso tenemos fuerza de rozamiento, que si suponemos que el cuerpo se moverá por acción de la fuerza F, será de sentido contrario.

Tenemos que dibujar todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo; nos falta la Normal y el Peso:

Debemos elegir un sistema de referencia: Ejes X e Y. El eje X positivo en la dirección y sentido del movimiento esperado y el eje Y perpendicular.

Las fuerzas que no caigan en los ejes hay que descomponerlas en cada uno de ellos; en este caso hay que descomponer la Fuerza F en sus componentes Fx y Fy:

 

Donde, por trigonometría:

Aplicamos la segunda Ley de Newton a cada eje:

En el eje X:

Necesitamos aplicar la segunda Ley de Newton al eje Y, para obtener el valor de la Normal, que interviene en la fuerza de rozamiento.

En este eje Y, no hay movimiento, no hay acelración (el cuerpo no se mueve en la vertical, no va dando “saltitos”). La fuerzas presentes en este eje son: la Normal, la componente Y de la fuerza y el peso. La aplicación de la segunda Ley de Newton a este eje:

Volviendo a la ecuación que resulta de aplicar la segunda Ley de Newton al eje X:

Que es el resultado del apartado a)

APARTADO b):

El espacio que recorre en 7 segundos, suponiendo que parte del reposo:

Estamos en un caso de MRUA (Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado), cuya ecuación del movimiento:


 

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