INSTITUCION EDUCATIVA LA PRESENTACION NOMBRE ALUMNA: CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL

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1 INSTITUCION EDUCATIVA LA PRESENTACION NOMBRE ALUMNA: AREA : CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL ASIGNATURA: FISICA DOCENTE: JOSÉ IGNACIO DE JESÚS FRANCO RESTREPO TIPO DE GUIA: INFORMATIVA - EJERCITACION PERIODO GRADO Nº FECHA DURACION 3 0º 9 AGOSTO 3 DE INDICADORES DE DESEMPEÑO Comprende el funcionamiento de las máquinas simples para dar la solución a situaciones planteadas aplicando las leyes de Newton. Se interesa por desarrollar las actividades propuestas por el profesor. DINÁMICA (Parte 2): Diagramas De Cuerpo Libre (D.C.L.) Ya iniciaste con la guía N 8, el estudio de la dinámica, que estudia las fuerzas sobre cuerpos que presentan aceleración en su movimiento. Entras ahora a estudiar los diagramas de cuerpo libre sobre dichos cuerpos y las fuerzas que actúan sobre ellos. DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L.): Es la representación vectorial (con flechitas) de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto o un cuerpo, es decir, es ubicar sobre el objeto en estudio las fuerzas que los demás le hacen a él. Las principales fuerzas que podemos identificar sobre un objeto las que denominamos fuerzas mecánicas especiales, además del peso que es una fuerza de campo y que ya trabajaste un poco en la guía anterior. FUERZAS MECÁNICAS ESPECIALES Existen algunas fuerzas de gran importancia que actúan sobre los cuerpos, y que es necesario tenerlas en cuenta cuando se hace el diagrama de cuerpo libre (diagrama de fuerzas) para analizar la situación de equilibrio o desequilibrio en que se encuentran éstos bajo una situación determinada. Dichas fuerzas son: La Fuerza Normal: Es la fuerza ejercida por una superficie sobre un cuerpo que se encuentra apoyado en ella. La fuerza normal siempre es perpendicular a la superficie y va dirigida hacia fuera de ésta. Se simboliza con la letra N. La tensión: Es la fuerza que se transmite a un cuerpo por medio de una cuerda o de un hilo inextensible atado a él. La dirección de la cuerda determina la dirección de la tensión. Se simboliza con la letra T. La fuerza de rozamiento o fricción por deslizamiento: Es la fuerza de oposición que ejercen las superficies sobre los cuerpos que se deslizan sobre ellas. La fuerza de fricción va siempre en sentido contrario al movimiento del cuerpo. Se simboliza con las letras f r o f f. La fuerza de fricción y la normal guardan la siguiente relación: f f =.N El parámetro recibe el nombre de coeficiente de fricción o de rozamiento y es propio de cada superficie. No es lo mismo arrastrar un cuerpo sobre un vidrio que sobre un piso de madera, por ejemplo. Los coeficientes de fricción se han obtenido a nivel experimental.

2 Existe la fuerza de fricción estática y la fuerza de fricción dinámica. La primera es mayor que la segunda. IMPORTANTE: Cuando en un problema nos especifiquen que la superficie es lisa, significa que no hay coeficiente de fricción y por lo tanto no se tiene en cuenta la fuerza de fricción. OBSERVACIONES BIEN IMPORTANTES:. Debes tener en cuenta que las poleas que aparecen en algunos de los problemas no poseen fricción y por lo tanto la tensión a ambos lados de ellas es la misma. 2. Debo tener presente que para resolver un problema es importante seguir los siguientes pasos: a. Primero definir el sentido de movimiento del sistema. b. Segundo realizar el diagrama de cuerpo libre (D.C.L.) para cada uno de los cuerpos que se involucren en el problema ubicando en él todas las fuerzas mecánicas y de campo que intervienen. c. Tercero plantear para cada cuerpo del sistema la segunda ley de Newton: donde: F neta m. a F neta = Suma de las fuerzas en sentido del movimiento menos las fuerzas en sentido contrario 3. La ecuación anterior para la fuerza neta se debe plantear en sentido horizontal y si es necesario de acuerdo a las condiciones del problema también se plantearía en sentido vertical, así: * Fuerzas horizontales: Suma de las fuerzas horizontales en sentido del movimiento menos las fuerzas horizontales en sentido contrario al movimiento = m.a * Fuerzas verticales: Suma de las fuerzas verticales en sentido del movimiento menos las fuerzas verticales en sentido contrario al movimiento = m.a NOTA: Si verticalmente no se mueve podemos plantear que: Suma de las fuerzas hacia arriba menos las fuerzas hacia abajo = m.a 4. Debes recordar que la aceleración es cero si el cuerpo no se mueve o si se mueve con velocidad constante. A continuación se te muestran las fuerzas mecánicas actuantes en cada caso: N N N f f T T F f T (a) (b) (c) 2 (d) 2

3 PROBLEMAS PARTE A: Un aporte de mi Profe Pongo toda mi atención e interés a los siguientes problemas que mi profesor resuelve en la clase. Los problemas que no tienen figura tú las debes hacer.. Sobre un plano horizontal se empuja con una fuerza horizontal de 30 n y con velocidad constante, un cuerpo de 5 n de peso. Determina el coeficiente de fricción. 2. Sobre un bloque de 4 Kg de masa, colocado sobre una mesa sin fricción se aplican dos fuerzas F = 30 n y F 2 = 5 n como se indica en la figura. Determina la aceleración con que se mueve. F F 2 3. En el sistema mostrado el bloque es halado hacia la derecha por la fuerza mostrada. Determina la aceleración que adquiere el bloque. 6 Kg F= 56 n = En el sistema mostrado halla la aceleración y la tensión en la cuerda que une a los dos bloques. 5 Kg 8 Kg = 0.2 = 0 F = 60 n 5. Dos bloques de masas m = 5 Kg y m 2 = 3 Kg están en contacto sobre una superficie sin fricción y una fuerza F= 50 n se aplica sobre m tal y como se muestra en la figura. Determina la aceleración del sistema. m F m 2 6. Un cuerpo de 5 Kg de masa que cuelga verticalmente, está suspendido por medio de una cuerda que pasa por una polea a otro cuerpo de 8 kg apoyado sobre un plano horizontal y se mueve hacia abajo con velocidad constante (ver la figura). Determina: a. El coeficiente de fricción entre el plano horizontal y el bloque de 8 kg. b. La tensión en la cuerda. 8 Kg 5 Kg 0.6 Kg 7. Halla la aceleración del sistema y la tensión en la cuerda que une a los dos bloques. f f = 0.2 n 0.4 Kg 8. Halla la aceleración del sistema y la tensión en la cuerda que une a los dos bloques n 3

4 9. En el sistema mostrado que se mueve hacia la derecha se tiene que = 0.4 y m 2 no tiene fricción. Hallar la aceleración del sistema y la tensión en la cuerda que une a los dos bloques. m = 5 Kg 30 m 2 = 0 Kg PROBLEMAS PARTE B: Mi aporte con mucho juicio Las gráficas de los problemas que a continuación se plantean aparecen al final. Las poleas no presentan ningún tipo de fricción.. Dos bloques conectados por una cuerda son arrastrados por una fuerza horizontal F de 68n. Si m = 2 Kg. y m 2 = 8 Kg. y el coeficiente de fricción cinético entre cada bloque y la superficie es de 0.. Determine la tensión en la cuerda y la aceleración del sistema. (27.2 n y.28 m/s 2 ). 2. Dos bloques de masas m = 4 Kg. y m 2 = 3 Kg. se ponen en contacto entre sí sobre una superficie horizontal sin fricción y se aplica una fuerza F sobre m. Encuentre la aceleración del sistema y el valor de la fuerza de contacto entre los bloques. (.29 m/s 2 y 3.86n). 3. El bloque de 5 Kg mostrado es halado hacia la derecha por la fuerza mostrada de 70 n. Si existe un coeficiente de fricción entre el bloque y la superficie de Determina la aceleración del bloque. 4. En el sistema mostrado halla la aceleración que se mueven los bloques sabiendo que las superficies son lisas. 5. Dado el sistema mostrado que se mueve con velocidad constante, encuentra el coeficiente de fricción entre el bloque y la superficie horizontal. (3). 6. Determina en el sistema mostrado la aceleración de los bloques y la tensión en la cuerda que los une. 7. (Selección múltiple). En el sistema mostrado (Máquina de Atwood inventada en 784 por George Atwood) se cumple que m 2 = 2m. Por lo tanto la aceleración de los bloques donde g es la gravedad es: A. g B. g C. 2g D. 3g (Selección múltiple). Se suelta un bloque de masa m sobre un plano inclinado un ángulo θ y sin fricción como se muestra en la figura. El diagrama de cuerpo libre para el bloque es: 4

5 9. (Selección múltiple). En la figura del problema 8 anterior la fuerza responsable de que el bloque se deslice por el plano inclinado es: A. m.g B. m.gsenθ C. (N m.g)senθ D. m.gcosθ 0. (Selección múltiple). La aceleración del bloque del problema 8 es igual a: A. m.senθ B. g.senθ C. g.cosθ D. m.g.senθ Figuras de los problemas anteriores: m m 2 m F F m 2 F = 70 n Problema Problema 2 Problema 3 m = 6 Kg 4 Kg m2 = 8 Kg 2 Kg Problema 4 Problema 5 m = 5 Kg m m2 = 0 Kg m 2 Problema 6 Problema 7 m θ Problemas 8, 9, 0 Lucha siempre por lo que quieres, aprende a valorar lo que posees, conserva con amor lo que tienes 5