Habilidades
  • Matemáticas básicas
  • Vectores
  • Derivadas

Ficha de contenidos

Una manzana cayendo de un arbol, un bloque desplazado por un muelle, o un coche entrando en una curva peraltada. Son ejemplos de movimientos que podemos entender y explicar gracias a los principios de la dinámica.

En este tema vamos a estudiar algunas aplicaciones de las leyes de Newton. Esto nos permitirá tener una visión práctica del uso que se puede hacer en Física de estas leyes.

Para abordar con comodidad los contenidos de este tema necesitarás tener un cierto conocimiento de las leyes de Newton, así como estar familiarizado con el concepto y las fórmulas de cinemática estudiadas en temas anteriores. Además es necesario que manejes dos herramientas matemáticas fundamentales: vectores y derivadas

Ficha de ejercicios resueltos

Pon a prueba lo que has aprendido en el tema Aplicaciones de las Leyes de Newton con esta lista de ejercicios con sus respectivas soluciones y clasificados por apartados.

¿Cómo Resolver Problemas de Fuerzas?

Las fuerzas en un cohete

dificultad

¿Cuál es la aceleración de un cohete que asciende verticalmente por la fuerza de F newtons que le suministra sus reactores?

Fuerza Gravitatoria

Gravedad de Marte

dificultad

¿Cuál es el valor de la gravedad en Marte si su masa es 6.42·1023 kg y su radio 3397 km?. Si en la Tierra, una pelota que se lanza verticalmente hacia arriba alcanza una altura máxima de 20 metros, que altura máxima alcanzará en Marte si se le imprime la misma velocidad inicial.

El Peso

El peso es cuestión de altura

dificultad

¿Cuál será el peso de una persona de 70 kg en la superficie de la Tierra y a 500 km de altura?. Masa de la Tierra: 6·1024 kg. Radio de la Tierra: 6370 Km.

Fuerza Normal

Esto es normal

dificultad

Sabiendo que la fuerza normal de un cuerpo que se encuentra en un plano inclinado de 40º es de 150 N. ¿Cuál es su masa?

Tensión de Cuerdas y Cables

Un péndulo en tensión

dificultad

Una bola metálica de 1 kg de masa se encuentra en reposo colgando del techo de una habitación por medio de una cuerda de 2 m de longitud. Si la masa de la cuerda es despreciable e inextensible. ¿Cuál es el valor de la tensión de la cuerda?

Fuerza Elástica o Restauradora

Constante elástica de un muelle

dificultad

Un muelle al que se le aplica una fuerza F=500·i N sufre una deformación x=2·i m. ¿Cuál es su constante de elasticidad? 

Fuerza elástica en plano un plano inclinado

dificultad

En un plano inclinado de 30º se encuentra un bloque de piedra de 100 Kg en reposo sujetado por un muelle cuya constante elástica es 2500 N/m. Suponiendo que no existe rozamiento determinar la elongación del muelle.

Fuerza de Rozamiento

El rozar se va a acabar

dificultad

Un caja de 60 kg de masa se encuentra en reposo sobre un suelo horizontal que posee un coeficiente estático de rozamiento de 0.6 y cinético de 0.25. Calcular:

a) La fuerza mínima necesaria para comenzar a mover la caja
b) La fuerza de rozamiento y la aceleración de la caja si se aplica una fuerza horizontal de 400 N
 

Fuerzas y Movimientos Verticales

Masas enlazadas

dificultad

Dos pesos de masa ma y mb se encuentran enlazados por una cuerda inextensible y carente de masa. Si tiramos hacia arriba del primero con otra cuerda de las mismas características, las masas adquieren una aceleración a, ¿sabrías decir que tensión experimenta cada cuerda?

Fuerzas y Movimientos Horizontales

Masas en contacto

dificultad

Dado el esquema de la figura determina las fuerzas que actúan sobre cada una de las cajas que se muestran y calcula las aceleración que adquieren cada una de ellas.

Fuerzas en Planos Inclinados

Subir para luego bajar

dificultad

Una caja de 2 kg comienza a ascender un plano inclinado de 30º con la horizontal con una velocidad inicial de 4 m/s. A medida que asciende va frenándose hasta que comienza a descender. Sabiendo que el coeficiente de rozamiento es 0.25, calcular:

a) La aceleración con que sube la caja.
b) La aceleración con la que desciende.
 

Fuerzas y Masas Enlazadas

Masa enlazada en plano inclinado

dificultad

Dado el esquema de la figura, calcular la aceleración de ambas masas sabiendo que el coeficiente de rozamiento cinético es 0.1.

Fuerza Centrípeta

¿Qué sabes de la fuerza centrípeta?

dificultad

Responde verdadero o falso a las siguientes cuestiones:

a) En un m.c.u. la fuerza centrípeta se orienta hacia el centro de la circunferencia que describe su trayectoria.
b) La fuerza centrípeta es una fuerza en sí misma.
c) La fuerza centrípeta no depende de la masa del cuerpo sobre la que actúa.
d) La fuerza centrípeta es una fuerza que únicamente se considera en movimientos curvos.

Fuerzas y M.C.U. en un Plano Vertical

Masa girando en el plano vertical

dificultad

Un cuerpo de 4 kg que se encuentra unido a una cuerda de 5 m se pretende hacer girar describiendo una circunferencia en el plano vertical. ¿Qué velocidad habrá que imprimirle para que no se caiga en el punto más alto?

Fuerzas y M.C.U. en el Péndulo Cónico

Péndulo cónico

dificultad

Una masa de 4200 gr se encuentra a unidad a un hilo de 150 cm de longitud que cuelga del techo de una habitación. Si el cuerpo describe un movimiento circular uniforme de 50 cm de radio, determinar:
a) la que velocidad a la que se mueve.
b) el valor de la tensión de la cuerda.

Fuerzas y M.C.U. en Curvas Planas y Curvas Peraltadas

Ángulo de peralte en una curva

dificultad

Un vehículo circula sobre una curva peraltada de 60 m de radio. Suponiendo que no existe fuerza de rozamiento, ¿Cuál debe ser el ángulo de peralte, para que el vehículo pueda tomar la curva a 60 km/h sin derrapar?

Ficha de fórmulas

Aquí tienes un completo formulario del tema Aplicaciones de las Leyes de Newton. Entendiendo cada fórmula serás capaz de resolver cualquier problema que se te plantee en este nivel.

Pulsa sobre el icono   para exportarlas a cualquier programa externo compatible.

Fuerza Gravitatoria

Módulo de la Fuerza de Interacción Gravitatoria

F=G·M·mr2

Fuerza gravitacional

Fg=-G·M·mr2·ur

El Peso

Módulo del Peso en función de la Gravedad

P=m·g

Peso en función de la Gravedad

P=m·g

Expresión General del Peso

P=-G·M·mr2·ur

Fuerza Elástica o Restauradora

Ley de Hooke -Expresión Vectorial

F=k·x

Fuerza Elástica o Restauradora

Fe=-k·x

Fuerza de Rozamiento

Fuerza de Rozamiento Dinámico

Frc=μc·N

Fuerza de Rozamiento Estático Máxima

Fre(max)=μe·N

Fuerza de Rozamiento

Fr=-μ·N·uv

Módulo de la Fuerza de Rozamiento

Fr=μ·N

Fuerza Centrípeta

Fuerza Centrípeta

Fn=m·an

Ficha de temas relacionados

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