Ejercicios Resueltos de Las Leyes de Newton para el Movimiento

Una fuerza viene dada por la siguiente expresión $\overrightarrow{F}=3·\overrightarrow{i}+2·\overrightarrow{j}$ . Calcular el ángulo que forma con la horizontal.

Determina la expresión analítica de una fuerza sabiendo que forma un ángulo de 120º con el eje x y tiene un módulo de 5 N.

Determina para cada uno de los dos casos, si se tratan de fuerzas concurrentes o no concurrentes (paralelas).

Si sobre un cuerpo actúan las siguientes fuerzas:

$${\overrightarrow{F}}_1=-10·\overrightarrow{i}+10·\overrightarrow{j} ⋮ {\overrightarrow{F}}_2=4·\overrightarrow{i}-3·\overrightarrow{j} ⋮ {\overrightarrow{F}}_3 =5·\overrightarrow{i}- \overrightarrow{j} ⋮ {\overrightarrow{F}}_4 = \overrightarrow{i} - \overrightarrow{j}$$

Determina una fuerza cuyo efecto sea equivalente a aplicar las 4 fuerzas expuestas.

Dos amigos, uno más corpulento y otro más delgado, empujan un sofá en la misma dirección y sentido. El primero de ellos ejerce una fuerza de 11 N y el segundo 7 N. ¿Cuál es la fuerza resultante con la que empujan el sofá?

Un chico y una chica atan a una anilla dos cuerdas y juegan para saber quien tiene más fuerza. El chico coge una de las cuerdas y aplica una fuerza de 11 N y al mismo tiempo la chica aplica 13 N. Si los dos tiran de su cuerda con la misma dirección pero cada uno en sentido contrario. ¿Quién ganará, el chico o la chica?

En un instante de tiempo dado, un cohete posee una velocidad  $\overrightarrow{v}=12 · \overrightarrow{i} - 7 · \overrightarrow{j} m/s$. Sabiendo que su masa es de 2 kg. ¿Cuál es su cantidad de movimiento en ese instante?

Dos bolas de billar tienen la velocidades que se aprecian en la figura. 

Sabiendo que m₁ = 170 g y m₂ = 156 g, calcula el momento lineal del sistema formado por ambas bolas.

Si la ecuación de trayectoria de un cuerpo es $\overrightarrow{r}=t^2\overrightarrow{i}-5 t \overrightarrow{j} - 2t^2 · \overrightarrow{k}$ m, ¿Cuál es la fuerza que le obliga a moverse si su masa es de 4 kg?

Sobre un cuerpo actúan las siguientes fuerzas:

$${\overrightarrow{F}}_a=\overrightarrow{i}+\overrightarrow{j} N ; {\overrightarrow{F}}_b=\overrightarrow{j}+\overrightarrow{k} N ; {\overrightarrow{F}}_c =\overrightarrow{i}+\overrightarrow{k} N$$ 

¿Qué aceleración adquiere el cuerpo si tiene 2 kg de masa?

Dos cuerpos cuyas aceleraciones respectivas son 6 m/s² y 9 m/s², se encuentran sometidos a la misma fuerza. ¿Cuál es la relación entre las masas?

Un cuerpo de 6 kg inicialmente en reposo es sometido a una fuerza de 10 N durante 4 segundos. ¿Qué espacio recorre?

Pablito está clavando un clavito en la pared con un martillo de 2 kg de masa. Cuando este impacta con el clavo su velocidad es de 6 m/s. ¿Qué fuerza opone la madera al movimiento del clavo, suponiendo que este se hunde 5 mm?

¿Sabrías indicar con qué interactúa una pelota situada sobre una mesa y donde se encuentran aplicadas las fuerzas que surgen en cada interacción?

Un cuerpo de 1 kg se encuentra sometido a una única fuerza $\overrightarrow{F}=-6 ·\overrightarrow{i} +8·\overrightarrow{j} N$ durante 5 s. Sabiendo que su velocidad inicial es $\overrightarrow{v_o}=15 ·\overrightarrow{i} -10·\overrightarrow{j} N$. Calcula:

a) El impulso mecánico
b) El momento lineal antes y después de aplicar la fuerza.

Un cuerpo en reposo de 35 kg se ve sometido a la acción de las siguientes fuerzas durante 3 minutos:

$${\overrightarrow{F}}_1=125·\overrightarrow{i}+200·\overrightarrow{j}\hspace{0.17em};\hspace{0.17em}{\overrightarrow{F}}_2=-400·\overrightarrow{i} ;\hspace{0.17em}{\overrightarrow{F}}_3=-150·\overrightarrow{i}+180·\overrightarrow{j}$$ 

Todas ellas medidas en N. Calcula:

1. La fuerza resultante
2. Su impulso
3. La variación del momento lineal
4. La velocidad que ha adquirido el cuerpo en esos 3 minutos

Una pelota de goma de 50 g es golpeada por una paleta de playa. La velocidad de la pelota antes del golpe es de ${\overrightarrow{v}}_i=-20·\overrightarrow{i}-20\overrightarrow{j} m/s$, y después del golpe pasa a ser ${\overrightarrow{v}}_f=15·\overrightarrow{i}+20\overrightarrow{j} m/s$ .

Determina el impulso de la fuerza que ejerce la paleta sobre la pelota y el valor de dicha fuerza, supuesta constante, si están en contacto 0.05 s.

Alicia ha tenido un accidente de tráfico cuando circulaba a 90 km/h. Gracias a que llevaba el cinturón de seguridad se ha salvado. ¿Sabrías decir qué fuerza media ha ejercido este si el impacto duró 0.05 s y Alicia pesa 55 kg?

La siguiente figura representa 3 fuerzas distintas que actúan sobre 3 cuerpos de igual masa, en idénticas condiciones. Sabiendo que los 3 parten del reposo, ¿cuál adquirirá mayor velocidad final?

En una competición de tiro al plato, un concursante dispara a un plato con un rifle de 2,5 Kg. Sabiendo que la bala tiene 23 g y sale horizontalmente a una velocidad de 350 m/s, ¿Cuál es el retroceso que sufre el rifle?

Una bola de 3kg se mueve hacia la izquierda con una velocidad de 6 m/s. Choca con una bola de 5kg que se mueve hacia la derecha a una velocidad de 2m/s. Después del choque la segunda bola sale despedida hacia la izquierda con una velocidad de 3 m/s. Calcula la velocidad de la primera bola despues de chocar.

Un cuerpo de 10 kg que se mueve a una velocidad de ${\overrightarrow{v}}_i=\overrightarrow{i}+\overrightarrow{j} m/s$ explota y se rompe en 3 trozos. El primer trozo, de 3 kg sale a una velocidad de ${\overrightarrow{v}}_1=\frac{1}{2}·\overrightarrow{i}+2·\overrightarrow{j} m/s$, el segundo, de 5 kg sale a una velocidad ${\overrightarrow{v}}_2=2·\overrightarrow{i}+\frac{1}{2}·\overrightarrow{j} m/s$. ¿Con qué velocidad sale el tercer trozo?

Un camión se desplaza a una velocidad de 40 km/h en línea recta sobre una carretera convencional. Sobre el mismo se sitúa un contenedor abierto. El peso del conjunto es de 1800 kg. En un momento determinado comienza a llover, y el contenedor se llena de agua a razón de 6 L/min. Despreciando el rozamiento, ¿a qué velocidad se mueve el camión al cabo de una hora de lluvia? Expresa dicha velocidad en función del tiempo.