DINÁMICA Y LEYES DE NEWTON ACTIVIDADES DE CONSULTA E INVESTIGACIÓN TALLER DE TIPO CONCEPTUAL

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fuerza que su mano ejerce sobre el libro es igual y opuesta a la que éste ejerce sobre su mano? ___________ ¿Por qué? __________________ Por último, suponga que Usted retira de repente la mano mientras el libro está subiendo. L) ¿Cuántas fuerzas actúan sobre el libro? m) ¿Está en equilibrio?

 EJERCICIO NIVEL ALTO

5. Considere el sistema de la figura. El coeficiente de fricción cinética entre el bloque y la mesa es μk. Calcule el peso W de la masa colgante necesaria para que este bloque baje con una rapidez constante una vez puesto en movimiento.

EJERCICIO GRUPAL

Se hala de una caja de peso w con rapidez constante sobre un piso horizontal aplicando una fuerza F que forma un ángulo θ con la horizontal. El coeficiente de fricción cinética entre el piso y la caja es μk. Calcule F en términos θ, μk, w. b) si w=500N y μk=0.3, calcule F para θ desde 0º a 90º en incrementos de 10º. Dibuje F en función de θ c) Con la expresión general del apartado (a), calcule el valor de θ para el que la F necesaria para mantener una rapidez constante es mínima. Para el caso especial de w=500N y μk=0.3, evalué este θ óptimo y compare su resultado con la gráfica que preparó en el apartado (b). (Nota: Para el valor de θ donde la función F(θ) tiene un mínimo, dF/dθ=O)

SITUACIONES PROBLEMICAS

1. Un globo con helio se mantiene en el aire sin ascender ni descender. ¿Está en equilibrio? ¿Qué fuerzas actúan sobre él?

2. La cabeza de un martillo se está aflojando de su mango de madera. ¿Cómo debe golpear el mango contra una piedra para apretar la cabeza? ¿Por qué funciona esto?

3. Un pasajero de un camión en movimiento ve que una pelota que estaba parada en el pasillo comienza a moverse hacia atrás. Piense en dos posibles explicaciones y en cómo decidir cuál es correcta.

4. Si una mujer en un ascensor suelta su maletín pero éste no cae al piso, ¿qué puede ella deducir respecto al movimiento del ascensor?

5. Un camión y un auto compacto chocan de frente. El camión ejerce una fuerza (Fc-a) sobre el auto, y éste ejerce una fuerza (Fa-c) sobre el camión. ¿Qué fuerza tiene mayor magnitud? ¿Su respuesta depende de la rapidez de cada vehículo antes del choque? Explique.

6. Un manual para pilotos dice: “Cuando un avión vuela a una altitud constante, la fuerza de empuje ascendente de las alas es igual al peso del avión. Cuando el avión asciende a ritmo constante, el empuje ascendente es mayor que el peso; cuando el avión desciende a ritmo constante, el empuje es menor que el peso” ¿Es correcto esto? Explíquelo en términos de las leyes de Newton.

7. Se empuja una botella a lo largo de una mesa y cae por el borde. Ignore la resistencia del aire. a) ¿Qué fuerzas se ejercen sobre la botella mientras está en el aire? b) ¿Cuál es la reacción a cada fuerza?

8. Un objeto de masa m se mueve a lo largo del eje x. Su posición está dada por x(t)=At + Bt3, donde A y B son constantes. Calcule la fuerza neta sobre el objeto en función del tiempo.

9. Debido a razones médicas es importantes que los astronautas en el espacio determinen su masa corporal a intervalos regulares. Invente una forma de medir la masa en un entorno de aparente ingravidez.

10. Un profesor de Física hace girar un tapón de goma en un círculo horizontal en el extremo de un hilo y le dice a Carla, sentada en la primera fila, que soltara el hilo cuando el tapón esté directamente frente a su cara. ¿debe ella preocuparse?

BIBLIOGRAFIA

• www. Pearsoneducacion.net/sears

• Sears, Zemansky, Young, Freedman. Física Universitaria, Pearson Educación, 2000.

• Serway, Física I. Editorial Thomson 2006