Física y química 2 º E.S.O // Unidad 4: Fuerzas en la naturaleza.

Ejercicios física y química 2º

Unidad 4 : Fuerzas en la naturaleza.

1.-Definición y tipos de fuerzas:

-Fuerza: Se define fuerza a toda causa que puede tener como efecto, bien cambios en el estado de movimiento de un cuerpo, bien una deformación en él. Su unidad, en el SI, es el Newton (N).

-Tipos de fuerzas:

1.Propiedad de la materia con la que se relacionan:

-Gravitatorias-> Se deben a una propiedad general de la materia: la masa, Son las responsables del peso de los cuerpos, y de que los astros se agrupen en el universo.

-Electromagnéticas->Tienen su origen en las propiedades eléctricas y magnéticas de la materia. Son las responsables, por ejemplo, de que funcionen las brújulas y de las descargas eléctricas.

-Nucleares-> Con ellas se explican fenómenos como la radioctividad o la energía que se libera en las estrellas.

2.Necesidad de contacto:

-De contacto -> Si es necesario que haya contacto para ejercerlas, por ejemplo , cuando empujas un objeto.

-A distancia-> Cuando el contacto no es necesario, por ejemplo, las fuerzas entre imanes, o las responsables de que los cuerpos caigan.

2.-Fuerzas cotidianas:

a) Rozamiento: es una fuerza de origen electromagnético que actúa sobre las superficies de contacto de los cuerpos, oponiéndose al movimiento.

b)Peso: de un cuerpo en la Tierra es la fuerza con la que esta lo atrae.

*/El peso y la masa son magnitudes diferentes, aunque íntimamente relacionadas.La aceleración de la gravedad, g. Matemáticamente, la expresión del peso es:

c) Normal: se debe a que dos cuerpos no pueden estará la vez en el mismo lugar, es perpendicular a la superficie de contacto

d)Tensión: cuando trasladamos un cuerpo tirando de él con cuerdas o cables, o lo colgamos de ellos, estos se tensan.

- La fuerza que hacemos se transmite al cuerpo a través de las cuerdas o cables, que están sometidos a una fuerza que llamamos tensión, T.

e)Fuerzas elástica: Un cuerpo elástico deformado tienen a recuperar su forma original, ejerciendo una fuerza opuesta a la que lo deforma.

-Esta fuerza recibe el nombre de fuerza elástica o recuperadora.

3.-Ley de Hooke, problemas de aplicación de la ley

La ley de Hooke establece que la deformación que experimenta un muelle es directamente proporciopnala la fuerza que se aplica para deformarlo.

-Ley de Hooke se puede expresar en lenguaje matemático:

En esta expresión :
F -> representa la fuerza que se aplica para deformar el muelle

k->constante que depende de las características del muelle, que recibe el nombre de constante elástica o recuperadora.

x-> recibe el nombre de elongación , y es lo que se ha deformado el muelle al ejercer sobre él la fuerza (F)

4.-Sistemas de referencia, posición, trayectoria.

Sistema de referencia: es un lugar, llamado origen del sistema, junto con la forma de localizar un objeto respecto a él

Posición: posición de un objeto, o lugar en el que se encuentra respecto el origen ; si la posición cambia,diremos que el cuerpo se mueve en ese sistema de referencia. En el SI, la posición se expresa en metros (m).

Trayectoria: es la línea que resulta de unir las posiciones por las que va pasando un cuerpo durante su movimiento.

5.- Espacio recorrido, rapidez media.

Espacio recorrido: se denomina espacio recorrido, e , a la distancia, medida sobre la trayectoria , que separa la posición inicial de la posición final de un cuerpo en movimiento (si no cambia de sentido). En el SI se mide en metros.

Expresado matemáticamente:

e =

Rapidez media: rapidez media,

, resulta de dividir el espacio recorrido entre el tiempo, t, que se invierte en recórrelo.

El lenguaje matemático:
rapidez media =

6.-Aceleración.

Se define la aceleración, a, como el cociente entre la variación de rapidez y el tiempo, t, en el que esta se produce.

EJERCICIOS:

1.-Qué es la fuerza?

-Fuerza: Se define fuerza a toda causa que puede tener como efecto, bien cambios en el estado de movimiento de un cuerpo, bien una deformación en él. Su unidad, en el SI, es el Newton (N).

2.-¿Qué tipos de fuerzas existen? Explica cada una, puedes acompañar tu explicación con dibujos.

Tipos De fuerza

1.-Peso:

El peso de un objeto se define como la fuerza de la gravedad sobre el objeto y se puede calcular como el producto de la masa por la aceleración de la gravedad, w = mg. Puesto que el peso es una fuerza, su unidad SI es el Newton.

2.-Fuerza Normal:

La fuerza normal es un tipo de fuerza de contacto ejercida por una superficie sobre un objeto. Esta actúa perpendicular y hacia afuera de la superficie.

3.-Fuerza de Tensión:

Se conoce como fuerza de tensión a la fuerza que, aplicada a un cuerpo elástico, tiende a producirle una tensión; este último concepto posee diversas definiciones, que dependen de la rama del conocimiento desde la cual se analice.

4.-Fuerza de rozamiento o de fricción:

La fuerza de rozamiento o de fricción (FR) es una fuerza que surge por el contacto de dos cuerpos y se opone al movimiento.

5.-Fuerza elástica:

La fuerza elástica es la ejercida por objetos tales como resortes, que tienen una posición normal, fuera de la cual almacenan energía potencial y ejercen fuerzas.

6.-Fuerza gravitatoria:

Entre dos cuerpos aparece una fuerza de atracción denominada gravitatoria, que depende de sus masas y de la separación entre ambos. La fuerza gravitatoria disminuye con el cuadrado de la distancia, es decir que ante un aumento de la separación, el valor de la fuerza disminuye al cuadrado.

3.- ¿Qué fuerzas actúan sobre cada uno de los cuerpos de la figura, si el sistema se encuentra en reposo?

Fuerzas: tensión y peso.

4.-Si un muelle se alarga 6cm cuando se cuelga de él un objeto de 15kg, ¿Cuánto vale la constante elástica del muelle? ¿cuánto se alargará cuando se cuelguen 5 kg?

A) X -> 6 cm

m ->15kg => P= m·g => 15 · 9,8 = 147N

k -> ?

F=K· x

= 24,5 N/cm

B) x= 6cm

m = 5 kg-> P=m · g=> 5 · 9,8= 49N

k=?

F=K· x

X =

= 2cm

5.-¿De que tipo pueden ser los materiales según sea su deformación debido a la acción de una fuerza?

Rígidos-> no se deforman por la acción de una fuerza.

Elásticos -> recuperan su forma original después de la fuerza que se ha producido.

Plásticos-> se deforman por la acción de una forma y no se recupera su forma si no que queda deformado permanentemente.

6.-Define sistema de referencia, posición y trayectoria.

Referencia: es un lugar llamado origen del sistema, junto con la forma de localizar un objeto respecto a él.

Posición: posición de un objeto, o lugar en el que se encuentra respecto el origen ; si la posición cambia, diremos que el cuerpo se mueve en ese sistema de referencia. En el SI, la posición se expresa en metros (m).

Trayectoria: es la línea que resulta de unir las posiciones por las que va pasando un cuerpo durante su movimiento.

7.-Señala las opciones correctas y corrige las falsas:

a)Reposo y movimiento son relativos. Verdadera

b)La posición de un móvil es el lugar que ocupa respecto al sistema de referencia. Verdadera

c)Si la trayectoria es una recta y el móvil no realiza un cambio de sentido, el desplazamiento y la distancia recorrida no coinciden. Falsa, si coinciden.

d)La distancia recorrida por un móvil y la longitud de su trayectoria coinciden.Verdadera

8.-Un automóvil circula a 118km/h y, ante un imprevisto, el conductor pisa el freno y tarda 9 segundos en detener el coche. ¿Qué aceleración de frenado ha experimentado?