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4º ESO. Dinámica. Problema 1. - Contenido educativo

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Subido el 23 de mayo de 2021 por Guillermo M.

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Hola, voy a hacer el ejercicio 1 de la ficha de dinámica. 00:00:00
Dice el enunciado, una masa de 2,5 kg se encuentra en un plano horizontal. 00:00:05
Vale, esta es la masa que tenéis. 00:00:12
Sobre ella actúa una fuerza horizontal de 35 N. 00:00:14
Apartado A, identifique y sitúa cada una de las fuerzas que actúan sobre la masa. 00:00:19
Apartado B, determina el valor del módulo de estas fuerzas. 00:00:23
Y apartado C, calcula la aceleración. 00:00:27
Y dice, considera los siguientes coeficientes de rozamiento mu igual a 0, mu igual a 0,15 y mu igual a 0,7. 00:00:30
Voy a hacer este ejercicio sin rozamiento para mu igual a 0 y lo voy a hacer con un rozamiento de 0,15. 00:00:39
Para que veas cómo se hace sin rozamiento y con rozamiento. 00:00:48
Voy a empezar en el primer caso, suponiendo que no hay rozamiento. 00:00:51
Lo que dice el apartado A es, identifica y sitúa cada una de las fuerzas que actúan sobre la masa. 00:00:55
Esta es la masa, esta es mi masa M, y sobre esta masa actúa, por supuesto, fuerza, la primera que nos tiene que venir a la cabeza, el peso, ¿vale? 00:01:02
Vertical y hacia abajo. 00:01:15
Otra fuerza que actúa, la fuerza normal. 00:01:18
Esta masa ejerce una fuerza sobre el suelo, que es igual al peso, vertical y hacia abajo. 00:01:20
Entonces el suelo ejerce una fuerza igual y opuesta, que es la fuerza normal, esta que estoy representando ahora. 00:01:27
Esta es la fuerza normal. 00:01:34
Además tenemos una fuerza horizontal de 35 N y voy a suponer que esta fuerza es tal que así. 00:01:36
Su sentido es de izquierda a derecha, esto es F. 00:01:45
Y como no hay rozamiento, pues no tengo más fuerzas, ¿vale? 00:01:50
Este es el apartado A. 00:01:53
Identifica y sitúa cada una de las fuerzas que actúan sobre la masa. 00:01:55
En el apartado B, dice, determina el valor del módulo de estas fuerzas. 00:01:59
Bueno, pues el peso es masa por gravedad. 00:02:04
La masa, 2,5 kilogramos. 00:02:09
Y el valor de la gravedad, 9,8. 00:02:13
Y esto es 24,5 newtons. 00:02:16
El peso es igual a 24,5 newtons 00:02:20
Esto ya está 00:02:24
Ahora vamos con la fuerza normal 00:02:28
Sabemos que en el eje Y hay equilibrio de fuerzas 00:02:30
Equilibrio de fuerzas 00:02:34
Hay equilibrio de fuerzas porque en el eje Y ni sube ni baja 00:02:41
Esto que implica, si hay equilibrio de fuerzas 00:02:46
Quiere decir que las fuerzas que van hacia arriba 00:02:49
la fuerza normal tiene que ser igual a las fuerzas que van hacia abajo, el peso. 00:02:51
Y como el peso es 24,5 newtons, la fuerza normal tiene un módulo de 24,5 newtons, ¿vale? 00:02:55
Peso y normal. 00:03:06
Pues ya está, porque el módulo de F está en el enunciado, son 35 newtons, ¿vale? 00:03:11
Apartado B determina el valor del módulo de esas fuerzas y ya está hecho. 00:03:17
apartado C, calcula la aceleración que experimenta la masa 00:03:19
y ahora voy a hacer lo mismo que he puesto aquí del eje Y pero en el eje X 00:03:24
y aquí sí que hay movimiento, en el eje X hay movimiento 00:03:28
la segunda ley de Newton dice que la suma de todas las fuerzas es igual a la masa por aceleración 00:03:30
y voy a suponer las fuerzas que van en el eje X, ¿vale? 00:03:37
las fuerzas que van hacia la derecha son positivas y las que van hacia la izquierda son negativas 00:03:41
el eje X es este que estoy marcando aquí, ¿vale? 00:03:45
este es el eje X, entonces solo tengo la fuerza F 00:03:47
diré F que es positiva, su módulo es positivo 00:03:52
su sentido es positivo, F es igual a masa por 00:03:55
aceleración, es decir que 35 es igual a 00:04:00
2,5 por A, por lo tanto la aceleración que experimenta 00:04:04
es 35 partido de 2,5 00:04:08
que es 14 metros por segundo 00:04:11
¿Vale? Al cuadrado, 14 metros por segundo al cuadrado 00:04:15
¿Vale? Esta es la aceleración que experimenta esta masa 00:04:19
Cuando el coeficiente de rozamiento es 0, no hay rozamiento 00:04:25
¿Vale? Bien, apartado A 00:04:28
Ya está hecho, ¿vale? 00:04:32
Apartado A, perdón, este caso, coeficiente de rozamiento igual a 0 00:04:36
Voy a hacerlo ahora con el coeficiente de rozamiento igual a 0,15 00:04:40
Voy a borrar todo esto 00:04:45
El apartado A dice, identifica y sitúa cada una de las fuerzas que actúan sobre la masa 00:04:47
Primera fuerza, el peso, lo voy a repasar 00:04:53
El peso, la misma que teníamos antes, por supuesto 00:04:59
Peso, aquí la tenemos, vertical y hacia abajo 00:05:02
Fuerza normal, vertical y hacia arriba 00:05:04
Tenemos la fuerza F, esta fuerza cuyo módulo son 35 N 00:05:08
Que la estoy representando hacia la derecha 00:05:13
Y ahora, como tengo un coeficiente de rozamiento de 0,15, tengo una fuerza de rozamiento que se opone al movimiento. 00:05:16
Como se mueve la masa de izquierda a derecha, la fuerza de rozamiento tiene el sentido que estoy representando de derecha a izquierda. 00:05:25
¿De acuerdo? Vale. Identifique y sitúa cada una de las fuerzas que actúan sobre la masa. Ya está hecho. 00:05:33
Apartado B. Determina el valor del módulo de estas fuerzas. 00:05:39
Es un poco repetitivo, pero lo voy a volver a hacer. El peso, masa por gravedad, 2,5 por 9,8, y estos son 24,5 newtons. 00:05:43
Este es el módulo del peso, igual que antes. 00:05:59
Ahora, para obtener el módulo de la fuerza normal, aplico la segunda ley de newton en el eje Y. 00:06:04
En el eje Y hay equilibrio de fuerzas. 00:06:11
Equilibrio de fuerzas. 00:06:15
Eso quiere decir que las fuerzas positivas, las fuerzas que van hacia arriba, por así decirlo, 00:06:18
esta fuerza es igual a esta otra. 00:06:25
Normal igual a peso. 00:06:27
Normal igual a peso igual a 24,5 newtons. 00:06:28
Esto es igual que el apartado del caso de antes, sin rozamiento. 00:06:36
Esto es idéntico. Y ahora, en el eje X, y ya respondo al apartado C, en el eje X sí que hay movimiento. 00:06:40
Sumatoria de fuerzas igual a masa por aceleración. ¿Qué fuerzas tengo en el eje X? Pues tengo la fuerza F, cuyo módulo son 35 N, que es positiva, 00:06:48
y la fuerza de rozamiento, que todavía no sé cuánto vale, ¿vale? El módulo lo voy a calcular ahora, pero sabemos que es negativa. 00:07:00
Entonces diré, fuerza menos fuerza de rozamiento, porque la fuerza F es positiva, la fuerza de rozamiento es negativa, igual a masa por aceleración. 00:07:09
Claro, me falta averiguar la fuerza de rozamiento, que lo pedía en el apartado A. 00:07:21
Bueno, lo podía haber hecho antes, lo hago ahora, no hay ningún problema. 00:07:28
La fuerza de rozamiento es mu por la fuerza normal, coeficiente de rozamiento por la fuerza normal. 00:07:31
El coeficiente de rozamiento es 0,15 00:07:39
Y la fuerza normal es 24,5 00:07:41
Y este producto da 3,675 newtons 00:07:44
El módulo de la fuerza de rozamiento 3,675 newtons 00:07:51
Pues ya puedo calcular la aceleración de esta manera 00:07:59
Estoy aquí y digo 00:08:01
F, 35, menos fuerza de rozamiento, la acabo de calcular, 3,675 newtons, es igual a masa, 2,5 por aceleración, por lo tanto, la aceleración es 35 menos 3,675, partido el valor de m, que es 2,5, 00:08:04
Y la aceleración es 12,53 metros por segundo al cuadrado. 00:08:27
La aceleración, que es lo que pide la parte 12, ya está calculada. 00:08:39
Estos problemas se hacen siguiendo estas pautas que he seguido. 00:08:44
Primero, identificar y situar cada una de las fuerzas que actúan sobre la masa. 00:08:49
Esto hay que hacerlo bien, por supuesto. 00:08:55
calculamos el módulo de estas fuerzas, el peso, la fuerza normal, la fuerza de rozamiento 00:08:56
en este caso no hay que descomponerlas porque las fuerzas están o en el eje X o en el eje Y 00:09:02
y aplicamos la segunda ley de Newton en el eje del movimiento 00:09:07
en el eje Y, en estos casos que estamos haciendo, no hay movimiento 00:09:12
bueno, pues problema 1 hecho 00:09:15
queda el caso del coeficiente de rozamiento igual a 0,7 00:09:20
que te lo dejo a ti que lo intentes, ¿vale? 00:09:25
Venga, hasta luego. 00:09:28
Subido por:
Guillermo M.
Licencia:
Reconocimiento - Sin obra derivada
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Fecha:
23 de mayo de 2021 - 19:27
Visibilidad:
Público
Centro:
IES SOR JUANA DE LA CRUZ
Duración:
09′ 30″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1092x614 píxeles
Tamaño:
42.30 MBytes

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