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Unidad 6 SEGUNDA LEY DE NEWTON
Prof. Gutiérrez Gómez José Ezequiel
Ciclo 0211
2ª Ley:
Dice que la fuerza neta aplicada sobre un
cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere
dicho cuerpo, además se encarga de cuantificar el
concepto de fuerza.
F a
F  ma
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Ciclo 0211
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Ciclo 0211
42.- La fuerza única que actúa en una persona de 72 Kg. tiene
por componentes Fx = 20N y Fy = 30N. Encontrar la aceleración
de la persona
Fx  max
Despejando la aceleración
Fx
20 N
ax 

 0.28 m s 2
72kg
m
Fy
30 N
ay 

 0.41 m s 2
m 72kg
Fy  ma y
a  a a
2
x
2
y
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a  0.50 m s 2
43.- ¿De qué magnitud debe ser la fuerza para dar a un tanque
de 392.4 KN de peso una aceleración de 5 m/s2 sobre terreno
plano?
FT  ma
Fp  mg
 Fp 
FT   a
 g 
Sustituyendo:
FT 
392400
9.81
m
kg m
s2
s2
(5 m s 2 )
FT  200 KN
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Fuerzas de contacto (Fc) : Fuerza de fricción (Ff)
Cuando una superficie resbala sobre otra, se presenta
una fuerza que se opone al movimiento. El resultado neto
es que se ejerce una fuerza, que se denota como Ff que se
opone al movimiento.
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En la siguiente figura se muestra un bloque de masa m
arrastrado por una superficie horizontal con velocidad
constante.

v
F
mg
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Diagrama puntual de las fuerzas aplicadas sobre el bloque:
v
Y
FN
Ff
F
Bloque
mg
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X
Por la segunda ley de Newton tenemos que:
FN  mg
Por lo tanto:
F f  FN  F f   k FN
μk = coeficiente de fricción cinético
Finalmente:
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Ff
2
a
v
k  

g FN 2 gd
44.- Santa-Claus empuja su trineo (sin renos) por un camino
nevado. (considera que parte del reposo) Cuando la magnitud de
la velocidad del trineo es 3.45 m/s, Santa-Claus suelta el trineo y
éste se llega a una distancia de 10 m. ¿Cuál será el μk entre los
patines del trineo y la nieve?
2
2
m
v
(3.45 s )
k 

 0.060
2(9.81 m s )(10m)
2 gd
2
2
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También existe una fuerza de fricción entre dos objetos que no
están en movimiento. Tal fuerza se llama fuerza de fricción
estática, Fs.
F
FN
Fs
De donde:
v
mg
Fs   s FN
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Una forma de medir el coeficiente de fricción estática entre un bloque
y un plano consiste en situar el bloque sobre el plano e inclinarlo.
FN
Fs

mg
Y determinar el ángulo (θc) de la “ultima” posición estable
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Ciclo 0211
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Sabiendo que:
Fs = mg sen θ
FN = mg cos θ
Finalmente se obtiene que:
sen c
s 
 tan  c
cos  c
45.- El coeficiente de fricción estático entre un cuerpo y un
plano inclinado es de 0.97 ¿A qué ángulo de inclinación del
plano empezara el cuerpo a resbalar?
 s  tan  c
¿?
 tan  c  0.97
 c  tan 0.97
1
  44.1
0
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46.- Un auto de masa de 548 kg, con velocidad de 90 km/h resbala
sobre una superficie horizontal. Si el coeficiente de fricción
dinámico entre la superficie es de 0.30, encontrar la distancia a la
cual se detiene el auto.
¿Distancia?
2
v
k 
2 gd
 (25 m s ) 2
d
 2(0.30)(9.81 m s 2 )
Despejar la distancia
v
d
 2 k g
2
i
106.18m
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47.- Un jet de 421 T se mueve sobre una pista a 200 m/s. a) ¿Cuánto
vale la fuerza que se requiere para detenerlo en una distancia de
2273m? b) ¿Cuál es el μk mínimo entre los neumáticos y la pista
para que esto sea posible?
a) Obtenemos la aceleración de
a
v 2f  vi2
2x
F  ma
v 2f  vi2  2ax
 8.79 m s 2
Con la 2ª Ley de Newton
F  (421000kg)(8.79 m s 2 )  3.7MN
b)
k 
Ff
FN

3700000 kgs 2m
(421000kg)(9.81 m s 2 )
 0.89
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49.- Un cofre de 170 Kg. se resbala sobre el piso cuando se le
aplica una fuerza de 875N, el μk entre el cofre y el piso es de 0.50.
Encontrar la aceleración del cofre
y
FN
F = 875 N
Ff
x
mg
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SOLUCIÓN
FN  mg  (170kg)(9.81 m s 2 )  1667.7 N
k 
Ff
Despejamos Ff
FN
F f  833.9 N
Pero
F f   k FN
F
x
875N  (833.9 N )  max
a x  0.24 m s 2
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 max
Coeficientes de rozamiento de algunas sustancias
Materiales en contacto
μs
μk
Articulaciones humanas
0,02 0,003
Acero // Hielo
0,03 0,02
Acero // Teflón
0,04 0,04
Teflón // Teflón
0,04 0,04
Hielo // Hielo
0,1
0,03
Esquí (encerado) // Nieve (0ºC) 0,1
0,05
Acero // Acero
0,15 0,09
Vidrio // Madera
0,2
0,25
Caucho // Cemento (húmedo)
0,3
0,25
Madera // Cuero
0,5
0,4
Acero // Latón
0,5
0,4
Madera // Madera
0,7
0,4
Madera // Piedra
0,7
0,3
Vidrio // Vidrio
0,9
0,4
Caucho // Cemento (seco)
1
0,8
Cobre // Hierro (fundido)
1,1
0,3