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Física 1 (A Prof. Cristina Wainmaier, Prof. Ana Fleisner
Aux. Ramiro Perrota
Segundo Cuatrimestre 2013
Práctica 2: Leyes de Newton
ACTIVIDADES INTRODUCTORIAS
Nota: recuerda revisar SIEMPRE tus respuestas a estas actividades introductorias, después
de que se hayan tratado los diferentes contenidos, para ampliarlas o modificarlas si fuera
necesario.
La idea de fuerza en Física
1. Un estudiante pide que se le explique qué se entiende por “fuerza” en Física. Redacta un
breve párrafo explicativo que dé respuesta al estudiante. Explica con palabras, no sólo con
fórmulas. Incluye ejemplos aclaratorios.
2. Dibuja los vectores representativos de las fuerzas que se ejercen sobre los cuerpos que
aparecen entrecomillados. Indica, para cada uno de los casos, sobre quién se ejerce la
fuerza y quién la ejerce.
a.
b.
c.
d.
Una “maceta” apoyada en el borde de un balcón.
Una “maceta” cayendo.
Un imán cercano a un “trozo de hierro” que se encuentra sobre una mesa.
Un empleado de un negocio empujando una “caja”.
3. Se arroja verticalmente hacia arriba una pelota, como se muestra en la figura.
Suponiendo que el rozamiento con el aire es despreciable y considerando un sistema de
referencia fijo en el suelo.
a. Describe el movimiento de la pelota, indicando si la velocidad aumenta, disminuye o
permanece constante. Justifica la respuesta.
b. Representa, aproximadamente en escala, la o las fuerzas que se ejercen sobre la pelota,
cuando:
- está subiendo y se halla más o menos a mitad de camino,
- cuando alcanza la altura máxima,
- cuando está bajando.
4. Discutir con el grupo las respuestas elaboradas. Realizar una síntesis de las ideas
principales. Presentar las respuestas en plenario. En particular revisar la idea de fuerza
dada en el ítem 1.
Un acercamiento a las leyes de Newton y el enriquecimiento de la idea de fuerza
5. En lo que sigue se presentan diferentes sistemas de estudio (bloque, carrito, etc.). Para
las situaciones que se plantean en los diferentes ítems:
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- Analizar si la velocidad cambia o permanece constante, a medida que transcurre el
tiempo.
- Justifica la causa por la cual la velocidad cambia o permanece constante.
- Dibuja los vectores representativos de la o las fuerza(s) que se ejerce(n) sobre el
sistema en estudio.
En todos los casos toma un sistema de referencia que pueda ser considerado en reposo
para las situaciones planteadas.
a. Un bloque que se coloca en el piso y se lo deja ahí.
b. Un bloque que, luego de ser empujado, se mueve sobre una superficie horizontal.
c. Un carrito que se mueve en línea recta al ser empujado por un nene que ejerce una
fuerza constante.
d. Un carrito que se mueve en línea recta y siempre con la misma velocidad, al ser
empujado por un nene que ejerce una fuerza constante.
e. Un “gran” ropero que es empujado por un nene.
f. La Luna girando, con rapidez constante, en torno a la Tierra en una órbita supuesta
circular.
g. Una camisa que se encuentra en un lavarropa. Considera que el lavarropa es de tambor
vertical, la perilla se encuentra en la función “centrifugar” y que el lavarropa está girando de
modo tal que emplea siempre el mismo tiempo en dar una vuelta.
h. Una basurita que se encuentra adherida a un CD que está girando.
6. Discutir con el grupo las respuestas elaboradas. Realizar una puesta en común de la
actividad anterior e indicar bajo que condiciones un cuerpo:
a. Permanece en reposo.
b. Se mueve con velocidad constante y en línea recta.
c. Incrementa su rapidez mientras se mueve en línea recta.
d. Disminuye su rapidez mientras se mueve en línea recta.
e. Se mueve en una trayectoria circular empleando siempre el mismo tiempo
en dar una vuelta.
7. Dos estudiantes están inicialmente en reposo sobre una superficie horizontal. En
determinado momento el estudiante de la derecha empuja al de la izquierda, como muestra
la figura, ejerciendo una fuerza horizontal. Los estudiantes tienen una masa de 80 kg y 40
kg, respectivamente.
a. ¿Cambia el “estado” en que se encontraban los estudiantes? Justifica.
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b. Representa la o las fuerzas que se ejercen sobre cada uno de los estudiantes en el
momento en que uno empuja al otro. En cada caso, especifica quién ejerce cada fuerza.
c. Compara la intensidad de la fuerza resultante que se ejerce sobre cada estudiante.
Justifica.
Preguntas y opciones múltiples
1. ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas? Justifica. Rescribe las
afirmaciones incorrectas de modo tal que resulten correctas.
a. Si sobre un cuerpo en movimiento la resultante de las fuerzas es nula, ese cuerpo se
detiene después de un tiempo.
b. Si en un choque frontal uno de los vehículos retrocede después del impacto y el otro, en
cambio, prosigue su marcha hacia adelante, la fuerza que ejerció éste último sobre el
primero es mayor que la que ejerció el vehículo que retrocede sobre el que sigue
avanzando.
c. La aceleración que adquiere un cuerpo tiene igual dirección e igual sentido que la fuerza
resultante que se ejerce sobre el mismo.
d. La inercia es una fuerza por la cual un cuerpo mantiene su movimiento.
e. La fuerza peso es la fuerza que ejerce un cuerpo sobre si mismo.
2. En la pantalla de una computadora, hay un punto que representa un objeto que se
encuentra inicialmente en reposo, sobre una superficie sin rozamiento. Al apretar una tecla,
se ejerce una fuerza constante paralela a la superficie sobre dicho punto. El programa está
preparado para que, en cuanto se deje de apretar la tecla, cese de actuar la fuerza.
Indicar que haría para conseguir que el punto se moviese continuamente con la misma
velocidad:
3. En el esquema que sigue se representan las fuerzas que se ejercen sobre un bloque que
se está moviendo sobre una superficie horizontal. Podemos afirmar que el cuerpo:
N
F2
F1
P
a. Se está moviendo hacia la izquierda con velocidad constante.
b. Está, con seguridad, moviéndose de derecha a izquierda.
c. Está, con seguridad, frenado y se desplaza de izquierda a derecha.
d. Puede estar moviéndose hacia la derecha o hacia la izquierda y su aceleración está
dirigida hacia la izquierda.
Elige la opción correcta y justifica.
4. Un bloque de 2.00 x 100 kg está en una superficie plana donde μe = 0.80 y μc = 0. 60. Se le
aplica una fuerza de 13.7 N paralela a la superficie.
Si el bloque se hallaba inicialmente en reposo,
a. Permanecerá en reposo y la fuerza de fricción será aproximadamente. 15.7 N.
b. Permanecerá en reposo y la fuerza de fricción será aproximadamente 13.7 N.
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c. Permanecerá en reposo y la fuerza de fricción será aproximadamente 11.8 N.
Elige la opción correcta y justifica.
5. Si el bloque de la situación anterior se hallaba inicialmente en movimiento y si la fuerza
aplicada de 13. 7 N tiene la dirección y el sentido del movimiento, el bloque
a. acelerará bajo una fuerza neta aproximada de 1.90 N.
b. se desplazará con una rapidez constante.
c. desacelerará bajo una fuerza neta de 1.90 N.
d. desacelerará bajo una fuerza neta de 11.8 N.
Elige la opción correcta y justifica.
6. Dos señores se pesan, en una balanza que está en el baño, pero de una forma particular.
El señor de la izquierda empuja hacia abajo el lavatorio, mientras que el de la derecha tira
hacia arriba por la parte inferior del mismo (ver figuras). ¿Varía la indicación de las balanzas
si se paran sobre ellas sin empujar ni tirar? Comprueba experimentalmente que es lo que
ocurre y justifica con palabras y expresiones matemáticas.
Problemas y ejercicios
Nota: Cuando fuerza necesario establecer los supuestos (simplificaciones) necesarias para
dar respuesta a las diferentes actividades.
7. Primera parte: Dibuja los vectores representativos de la o las fuerza(s) que se ejerce(n)
sobre los cuerpos que están entre comillas y las parejas correspondientes.
a. Una “pelota” que está apoyada sobre una mesa.
b. Un “bloque” en reposo, apoyado en un plano inclinado, sujeto de una cuerda a una
pared.
c. Un “bloque” que, luego de ser empujado, está subiendo por un plano inclinado que
posee una capa de hielo.
d. Un “ascensor” que está subiendo a velocidad constante con un “pasajero” parado sobre
el piso del ascensor.
Segunda parte: Identifica entre las fuerzas representadas, cuando sea posible, fuerzas de
igual intensidad y de sentido contrario que no constituyan un par acción-reacción. Justifica.
8. Un hombre se encuentra parado sobre una balanza.
a. Dibuja los vectores representativos de la o las fuerza(s) que se ejerce(n) sobre
a1. el hombre;
a2. la balanza.
b. Identifica, entre las fuerzas representadas, fuerzas que constituyan un par acciónreacción. Justifica la elección.
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c. Identifica, entre las fuerzas representadas, fuerzas de igual intensidad pero de sentido
contrario que no constituyan un par acción-reacción. Justifica la elección.
d. Identifica cuál de las fuerzas representadas indica la lectura de la balanza.
9. Cuatro enfermeras están levantando a un paciente de la cama tomando de los extremos
de la sábana. El paciente tiene una masa de 48 kg. ¿Qué fuerza, vertical y hacia arriba,
deberá ejercer cada enfermera para que el paciente adquiera una aceleración de 5.0 m/s2?
10. Dos personas están moviendo a velocidad constante un bote que está en el agua,
tirando del mismo como muestra la figura. Cada una de las personas ejerce una fuerza
T = 6.00 x 102 N.
a. Determina analíticamente la fuerza F.
b. Indica en qué dirección se moverá el bote. Justifica.
11. A partir de la ley de Gravitación Universal determinar la aceleración de caída de un
cuerpo de masa m en las cercanías de la Tierra suponiendo que la única fuerza relevante es
la gravitatoria.
12. Determinar la interacción gravitatoria entre:
a. Dos esferas, de 1.00 x 103 kg cada una, separadas por una distancia de 1.00 x 100 m.
b. Una de las esferas y la Tierra, sabiendo que el radio de la Tierra es aproximadamente
de 6.37 x 106 m y su masa de 5.97 x 1024 kg.
c. Compara los resultados y saca conclusiones.
d. La astrología dice que los planetas tienen influencia sobre las personas, básicamente
determinada por las posiciones que los planetas ocupan en el momento de su nacimiento.
¿Esta influencia se debería a la interacción gravitatoria?
13. Un bloque desliza hacia abajo por un plano inclinado.
a. Realiza un diagrama de las fuerzas que se ejercen sobre el bloque y las
correspondientes parejas.
b. Formula una hipótesis enumerando los factores de los que depende la aceleración que
adquiere el bloque.
c. Determina la aceleración y controla la hipótesis enunciada.
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14. Un cuerpo sube y luego baja por un plano inclinado con rozamiento.
a. Compara cualitativamente (sin hacer cálculos) los valores de las aceleraciones durante
el ascenso y el descenso.
b. Plantea las ecuaciones necesarias y controla las respuesta dada en el punto a.
c. Compara los valores de la aceleración cuando sube y cuando baja si se considera
despreciable el roce con la superficie de apoyo.
15. Una carga de 2.00 x 100 toneladas cuelga del cable de una grúa. Determina:
a. La tensión del cable cuando permanece en reposo.
b. La tensión del cable cuando ya ha comenzado a moverse y está subiendo con una
aceleración de 1.20 m/s2,
c. La tensión del cable cuando, después de un breve período de aceleración, la carga
sigue elevándose con velocidad constante,
d. La tensión del cable cuando está bajando con una aceleración de 1.20 m/s2.
16. Determina las aceleraciones de los diferentes cuerpos y las tensiones en las diferentes
cuerdas para los casos que se muestran en las figuras. Considera despreciables el roce con
la superficie de apoyo. Recurre al análisis de casos especiales correspondientes a
situaciones límites para controlar, al menos en cierto grado, la respuesta.
a.
F
m
m
m
b.
17. Se aprieta un borrador de masa m contra el pizarrón como se muestra en la figura.

¿Cuál es la fuerza mínima que hay que hacerle para que no caiga siendo e =0,4 y
d = 0,3?
18. Seleccionar 3 libros de física I. Leer el apartado en el que se presenta la segunda ley de
Newton. Identificar limitaciones en la presentación de dicha ley.
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19. Dos masas m1 = 2.0 kg y m2 = 4.0 kg, como se muestra en la figura, están en
movimiento sobre una mesa horizontal pulida. Un niño, que no se representa en la figura,
está empujando la caja m1.
a
F = 30
m2
N
m1
Primera parte
a. ¿Es correcto afirmar que sobre la caja de 4.0 kg se ejerce la fuerza de 30 N? Justifica.
b. Tomando a m1 como sistema de estudio realiza el diagrama de las fuerzas que se ejercen
sobre la misma.
c. Tomando a m2 como sistema de estudio realiza el diagrama de las fuerzas que se ejercen
sobre la misma.
d. Tomando a m1 y a m2 como sistema de estudio realiza el diagrama de las fuerzas que se
ejercen sobre el mismo.
e. Identifica entre las fuerzas representadas, si es posible, fuerzas de igual intensidad y de
sentido contrario que no constituyan un par acción-reacción. Justifica.
f. Identifica entre las fuerzas representadas, si es posible, fuerzas que constituyan un par
acción-reacción. Justifica.
Segunda parte
Determina:
a. la aceleración de cada una de las masas;
b. la fuerza resultante sobre m1;
c. la fuerza resultante sobre m2;
d. la intensidad de la fuerza de contacto ejercida por una masa sobre la otra.
20. En un tren los diferentes vagones se unen a través de enganches. Supón que el tren
aumenta su velocidad en el sentido de la marcha. Al ir desde la locomotora hacia el vagón
de cola, la fuerza ejercida por los enganches ¿aumenta, disminuye o es siempre la misma?
Justifique la elección.
21. Una señora está transportando una valija, de peso P, ejerciendo una fuerza F mediante
una correa que forma un ángulo Θ con la horizontal. La superficie sobre la que se mueve la
valija ejerce una fuerza de roce fr< F. Determina la aceleración de la valija y la fuerza normal
que ejerce el piso.
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22. La figura que sigue muestra a una persona de peso
ascensor que se mueve con una aceleración dirigida hacia
persona ejerce sobre el piso del ascensor y F2 la fuerza
sobre la persona. De las afirmaciones siguientes señala
respuesta.
P que está en el interior de un
arriba, siendo F1 la fuerza que la
que ejerce el piso del ascensor
cuál es la correcta. Justifica la
a. La resultante de las fuerzas que se ejercen sobre la persona es: F2- P- F1
b. F2 > P porque la persona adquiere una aceleración hacia arriba.
c. F1 = F2 porque constituyen un grupo de acción y reacción.
d. F1 = P, o sea la fuerza que ejerce el hombre sobre el piso es igual a su peso.
e. F2 = P porque constituyen un grupo de acción y reacción.
23. Si el ascensor de la figura anterior sube a velocidad constante señala, entre las
afirmaciones siguientes, cuál o cuáles es/son la(s) correcta(s). Justifica la respuesta.
a. F2 = P
b. F2 > P
c. F1 > P
24. Una caja de masa m atada a un tractor mediante una cuerda, como muestra la figura,
puede subir o bajar por el plano inclinado. Se sabe que β = 30 º, e =0,5 y d = 0,4.
a. Analiza las siguientes situaciones y contesta
Situación 1. Sobre la caja se ejerce una fuerza máxima y la caja no desliza, ¿cómo es
posible justificar esta situación?
Situación 2. Sobre la caja se ejerce una fuerza mínima y la caja no desliza, ¿cómo es
posible justificar esta situación?
b. ¿Qué fuerza máxima ejercer la cuerda en la situación 1?
c. ¿Qué fuerza mínima ejercer la cuerda en la situación 2?
d. ¿Qué fuerza se necesitaría ejercer para subir la caja con velocidad constante? ¿Y para
bajarla?
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25. Un camión lleva apoyado en su caja un paquete de 10 kg. Los coeficientes de
rozamiento entre el piso del camión y el paquete son: µe = 0,5; µd = 0,4. ¿Cuál es la máxima
aceleración que puede imprimirse al camión para que la caja no deslice?
26. Un cuerpo de masa M en reposo, está apoyado sobre un plano inclinado que forma un
ángulo  respecto de la horizontal. Si se aumenta el ángulo de inclinación se encuentra que
para un cierto valor 0 el cuerpo comienza a deslizarse sobre el plano. Demostrar que el
coeficiente de roce estático viene dado por: e = tg 0
27. Analiza las siguientes figuras. En todos los casos sobre el bloque inferior se ejerce una
fuerza F.
a. Figura 1. Considera que ambos bloques se encuentran en reposo. Representa las fuerzas
que se ejercen sobre cada uno de los bloques.
b. Figura 2. Considera que ambos bloques se encuentran en reposo. Escribe la forma
particular que adopta la segunda ley de Newton tomando como sistema de estudio:
b1. Bloque 1
b2. Bloque 2
b3. Bloque 1 y 2
c. Figura 3. Determina la intensidad máxima que podrá tener la fuerza F antes que algún
bloque se mueva. Considera m1= 30 kg y m2= 20 kg, y los coeficientes de rozamiento entre
bloques y con el piso son µe= 0,6 ; µd= 0,25.
d. Figura 4. Determina:
d1. El valor máximo de F para el cual los bloques no deslizan uno sobre el otro.
d2. La aceleración de cada bloque cuando F supera ese valor.
Considera que ambos bloques se están moviendo sobre una mesa horizontal con
rozamiento despreciable y que los coeficientes de roce estático y cinético entre los bloques
son µe y µc, respectivamente.
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28. Un bloque de masa m1 se apoya sobre otro de masa m2 que se halla sobre una mesa
horizontal con rozamiento despreciable. Una fuerza F se aplica al bloque inferior. Los
coeficientes de roce estático y cinético entre los bloques son µe y µc, respectivamente.
Determinar:
a)
el valor máximo de F para el cual los bloques no deslizan uno sobre el otro.
b)
Determinar la aceleración de cada bloque cuando F supera ese valor.
29. Considera las dos situaciones siguientes. En ambas interviene el mismo cuerpo A, la
misma superficie horizontal, la misma cuerda y la misma polea. En la primera situación se
cuelga un cuerpo B del extremo de la cuerda (ver figura 1). En la segunda situación, un
estudiante tira del extremo de la cuerda (ver figura 2). El peso del cuerpo B es igual (en
intensidad, en dirección y en sentido) a la fuerza que ejerce el estudiante. ¿Es igual la
aceleración del cuerpo A en ambas situaciones? Justifica la respuesta.
30. En el sistema mostrado en la figura, un extremo del resorte está unido al cuerpo A, y el
otro extremo al piso. Se pueden despreciar las masas del resorte, de la cuerda y de la polea,
así como el rozamiento en la misma. Determinar la intensidad de la fuerza que el resorte
ejerce sobre A, y la que soporta el techo, para distintos valores de las masas, en equilibrio.
Hallar también con qué aceleración comenzará a moverse el cuerpo A en cada caso, un
instante después de cortar bruscamente la cuerda en el punto C.
a- mA = 4 kg; mB = 6 kg
b- mA = 4 kg; mB = 1 kg
c- mA = mB.
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