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Física
Dinámica. Leyes de Newton
Isaac Newton 1642- 1727
Cuando finalmente se publicó en 1687, los
“Principios” crearon una ola de excitación que
trascendió la Royal Society y cubrió todo el mundo.
Con Newton se comprendió el gran esquema del
universo; el ser humano extendió su poder más allá de
las estrellas.
Tan deslumbrante y difícil era este trabajo que pocos
podían comprenderlo, tendría que pasar un siglo antes
que la comunidad científica fuera capaz de asimilar
todo el significado de la teoría.
La mecánica newtoniana reinaría sin discusión y
supremacía hasta 1905 cuando Einstein recogió la
antorcha y vio todavía más profundamente.
Ingravidez y Caída Libre
Para el entrenamiento de astronautas se usan
aviones de pasajeros en caída libre durante
breves períodos. En esas condiciones, los
pasajeros que caen junto con el avión tienen la
sensación de estar libres de fuerzas y “flotar”
dentro del avión.
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Las Leyes de Newton
Para responder las siguientes preguntas lean los capítulos sobre la primera y segunda ley de Newton
del libro “Física Conceptual”.
1) La explicación del movimiento de los cuerpos fue cambiando a lo largo del tiempo. Una de las
antiguas interpretaciones se debe a Aristóteles que lo clasificaba en movimiento natural y
violento. ¿A qué se refiere cada una de estas categorías? Ejemplifiquen cada situación.
2) Dentro de las teorías aristotélicas ¿cuál era el estado natural de los objetos?
3) ¿Qué idea se tenía acerca del lugar que ocupaba la Tierra? ¿Cómo se justificaba esa situación?
4) ¿Qué idea reformuló Nicolás Copérnico en el siglo XVI?
5) A pesar de no haber sido el primero, Galileo cuestionó de manera decisiva las ideas
aristotélicas. ¿Qué tuvo de particular el trabajo de Galileo?
6) En el texto se mencionan dos experimentos realizados por Galileo utilizando planos inclinados
¿A qué conclusión llegó analizando los resultados?
7) ¿Qué es la fricción? ¿Cuál es su origen?
8) Según el punto de vista de Galileo ¿qué ocurre con el movimiento de un objeto cuando no hay
fricción?
9) ¿Qué es la inercia?
10) ¿Qué dice la primera ley de Newton? ¿Con qué otro nombre se conoce a esta ley?
11) ¿Qué es la masa de un objeto?
12) ¿Por qué se dice que la masa es una medida de la inercia?
13) ¿Qué diferencia hay entre los conceptos de masa, volumen y peso de un cuerpo?
14) Mencionen las unidades en que suelen expresarse las tres magnitudes anteriores.
15) Siete chicos están jugando a tirar de la soga, del lado izquierdo hay 4 jugadores y del lado
derecho hay 3. Cada jugador tira para su lado con la fuerza que se indica en la figura.
a) ¿Cuál es la fuerza total que hace el grupo de la derecha?
b) ¿Cuál es la fuerza total que hace el grupo de la izquierda?
c) ¿Hacia que lado se moverá la soga y con que fuerza?
A esta última fuerza se la llama fuerza “resultante” sobre la soga y es la fuerza total que siente
un cuerpo cuando sobre el se aplican varias fuerzas en simultáneo.
d) Si se sumara un quinto jugador al equipo de la derecha ¿Qué fuerza tendría que hacer para
empatar la competencia?
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Fuerza, masa y aceleración
16) Escriba la ecuación que relaciona la fuerza, la masa y la aceleración:
………………………………………………………….
17)
a)¿Cuál es la masa de un cuerpo si se sabe que cuando se le aplica una fuerza de 30 N
adquiere una aceleración de 2 m/s2?
b) ¿Cuál es la masa de un cuerpo sabiendo que cuando se le aplica una fuerza de 26 N
adquiere una aceleración de 2 m/s2?
18) ¿Qué fuerza debe aplicarse a un cuerpo de masa igual a 5 kg para que adquiera una aceleración
de 3 m/s2?
19) Un auto de 1000 kg puede desarrollar una aceleración de 2 m/s2,
a) Calculen la fuerza que impulsa al auto.
b) Si el motor desarrolla la misma fuerza calculada en el punto anterior, y además remolca
a otro auto de igual masa, ¿con qué aceleración se moverán?
20) Si un camión cargado con 8000 kg puede acelerarse a 1 m/s2 y de pronto pierde la carga de tal
manera que su masa es 3/4 de la masa inicial,
a)¿Cuánto vale la nueva masa?
b)¿qué aceleración puede desarrollar si la fuerza impulsora es la misma?
21) Si un cuerpo se encuentra sometido a la acción de una única fuerza, indiquen si las siguientes
afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F):
 Si se triplica la fuerza que actúa sobre un cuerpo, su aceleración disminuye a la
tercera parte.
 Si la fuerza que actúa sobre un cuerpo disminuye a la mitad, su velocidad también
disminuye a la mitad.
 Si la fuerza que actúa sobre un cuerpo aumenta al doble, su aceleración también
aumenta al doble.
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Peso, masa, fuerza y aceleración
22) Un cuerpo tiene una masa de 4,5 kg ¿Cuánto pesará en la Tierra? Expresen la respuesta en N.
23) Si se tiene en la Tierra un cuerpo de 8 kg. Calculen:
a) El peso del cuerpo en la Tierra.
b) Los valores de la masa y el peso de dicho cuerpo en la Luna (gLuna = 1,6 m/s2)
24) Un cuerpo pesa 94 N en la superficie de la Tierra ¿Cuánto vale su masa?
25) ¿Cuál es el peso del cuerpo del problema anterior en la Luna, donde la aceleración de la
gravedad vale aproximadamente 1,6 m/s2?
26) ¿Cuál es la intensidad de la fuerza que acelera a un cuerpo de masa 1 kg cuando cae en el vacío
cerca de la superficie terrestre?
27) ¿Por qué, en el vacío, si un cuerpo es más pesado que otro y se los suelta desde la misma altura,
ambos caen con la misma velocidad?
video sugerido: http://www.youtube.com/watch?v=DU1jzuqT7rU
28) Sobre un auto de 500 kg de masa, inicialmente en reposo, se aplican dos fuerzas F1= 3000 N y
F2= 500 N. Para cada una de las situaciones indiquen para que lado se moverá y cuál será la
aceleración.
Caso A
Caso B
F1
F1
F2
F2
Caso C
Caso D
F1
F1
F2
F2
29) Sobre un cuerpo se ejercen dos fuerzas ambas con la misma dirección y sentido. Si una fuerza es
de 10 N y otra de 20 N, ¿cuál es la fuerza total que actúa sobre el mismo? Dibujen las dos
fuerzas y la fuerza resultante.
30) En la tierra, un cuerpo que pesa 300 N es empujado hacia arriba con una fuerza de 900 N.
a. Esquematicen la situación dibujando las dos fuerzas en escala.
b. ¿Cuánto vale la fuerza total sobre el cuerpo?
c. ¿Con qué aceleración se mueve?
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31) La caja de la figura pesa 40 N
a) ¿Qué fuerza se debe ejercer sobre ella para que la fuerza total sea de 30 N hacia abajo?
Esquematícenlo.
b) ¿Qué fuerza se debe ejercer para que la fuerza total sea de 30 N hacia arriba?
Hagan otro dibujo y esquematícenlo.
P=40N
32) Una caja de 4 kg de masa se sumerge en agua, como consecuencia de ello recibe un empuje
hacia arriba de 10 N.
a)
b)
c)
d)
¿Cuánto vale el peso de la caja?
Esquematicen la situación dibujando las dos fuerzas en escala.
Si una persona se sumerge en el agua para sostener la caja, ¿qué fuerza deberá realizar?
¿Por qué en el agua parece que las cosas pesan menos? ¿O es que verdaderamente pesan
menos?
e) La caja ¿se hunde o sube hacia la superficie?
f) ¿Con que aceleración se mueve?
33) Si la fuerza de fricción que se ejerce sobre una caja que se desliza es de 100 N, ¿cuánta fuerza
se debe aplicar para que la velocidad sea constante? ¿Cuál es la fuerza total que se ejerce sobre
la caja? ¿Cuál es la aceleración?
34) Un avión a reacción vuela a 10.000 m de altura con velocidad constante mientras sus motores
producen un empuje constante de 80.000 N. ¿Cuál es la aceleración del avión? ¿Cuál es el valor
de la fuerza de fricción que origina el aire?
35) Una persona está parada dentro de un ascensor. Comparen la intensidad de la fuerza que el piso
del ascensor ejerce sobre sus pies con el peso de la persona en las siguientes situaciones:
a) El ascensor está quieto.
b) Sube con velocidad constante.
c) Baja con velocidad constante.
d) Sube aumentando su rapidez.
e) Sube disminuyendo su rapidez.
f) Baja aumentando su rapidez.
g) Baja disminuyendo su rapidez.
36) Un cuerpo que pesa 50 N se
apoya en un colchón de aire de
modo que la fuerza de
rozamiento es tan pequeña que se
puede despreciar.
F=20N
Mesa con agujeritos por
donde sale aire para generar
un colchón de aire. Tipo
“Tejo”
a) Si se le aplica una fuerza de 20 N ¿se mueve, o para que se mueva la fuerza debe ser mayor
al peso?
b) Si se mueve, ¿con qué aceleración lo hace?
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37) Un auto marcha en un camino recto y horizontal. Hagan un esquema e indiquen con vectores las
fuerzas que actúan sobre el vehículo en cada uno de los siguientes casos:
a) El auto marcha con velocidad constante.
b) Aumenta la rapidez del auto.
c) Disminuye la rapidez del auto.
d) El auto está detenido.
e) Considerando que el sentido de movimiento del auto es el positivo ¿en cuál de los casos
anteriores la fuerza total es cero? ¿En cuál la fuerza total es positiva? ¿En cuál es negativa?
f) De las cuatro situaciones del ejercicio ¿Cuáles relacionaría con la primera ley de Newton?
¿Cuáles relacionaría con la segunda ley de Newton? ¿Por qué?
38) Un auto pesa 8.000 N y se está moviendo hacia adelante con el motor encendido. No presenta
rozamiento.
a) ¿Cuánto vale la masa del auto?
b) Si la fuerza impulsora es de 640 N, ¿Con qué aceleración se desplaza?
c) ¿Cuánto debe valer fuerza impulsora para que el auto se desplace con una aceleración de 2
m/s2?
d) ¿Cuánto debe valer fuerza impulsora para que se desplace con velocidad constante?
39) Un paracaidista junto con su paracaídas tienen una masa de 150 kg. Si la fuerza de rozamiento
con el aire es de 1.200 N:
a) Esquematicen las fuerzas aplicadas. Indiquen su valor en Newton.
b) ¿Cuál es la aceleración?
c) ¿Cuánto debería valer la fuerza de rozamiento con el aire para que caigan con velocidad
constante?
40) ¿Cuál de los gráficos fuerza-tiempo que aparecen más abajo se corresponde mejor con cada
situación de las que se mencionan a continuación?:
FTotal
FTotal
Tiempo
Tiempo
Gráfico A
Gráfico B
FTotal
FTotal
Tiempo
Gráfico C
FTotal
Tiempo
Gráfico D
Tiempo
Gráfico E
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a. Un chico empuja un carro con velocidad constante, lo suelta y el carro frena hasta
detenerse.
b. Un carro se suelta por un plano inclinado y al llegar abajo se desplaza por un plano
horizontal hasta detenerse.
c. Una pelota viene rodando por un plano horizontal con velocidad constante, llega a
una pendiente y asciende frenando hasta detenerse.
d. Un ciclista marcha por un plano horizontal y llega a una pendiente pronunciada por
la que desciende.
e. Un auto comienza a frenar y antes de detenerse acelera.
41) Una caja de 5 kg de masa, esta inicialmente quieta cuando se le aplica una fuerza de 12 N
durante 6 segundos. Si se desprecia el rozamiento:
a) ¿Cuál será la velocidad alcanzada y la distancia total recorrida a los 6 segundos?
b) Grafiquen la fuerza total aplicada en función del tiempo.
c) Grafiquen la aceleración en función del tiempo.
d) Grafiquen la velocidad en función del tiempo.
e) Grafiquen la posición en función del tiempo.
42) Una nave espacial de 200 kg se desplaza con los motores apagados a una velocidad constante
de 40 m/s durante 30 segundos. Luego se encienden los cohetes propulsores durante 1 minuto,
que le ejercen una fuerza constante, provocando que la nave alcance una velocidad de 50 m/s.
Desde luego en el espacio se desprecia cualquier tipo de rozamiento.
a) Esquematicen las fuerzas que actúan sobre el cohete cuando el motor está apagado y
cuando el motor está encendido.
b) Grafiquen velocidades-tiempo.
c) Hallen la aceleración en cada tramo.
d) ¿Cuál será la fuerza ejercida por el motor?
e) Grafiquen aceleraciones-tiempo.
f) Hallen la distancia total recorrida.
Problemas de opción múltiple (o verdadero o falso).
En cada una de las siguientes preguntas decidir si las respuestas son verdaderas o falsas
(puede haber más de una de cada opción)
43) Respecto de las fuerzas aplicadas sobre un cuerpo podemos afirmar que:
a. Es posible que no actúen fuerzas sobre el cuerpo y esté moviéndose con velocidad
variable.
b. Para que un cuerpo se acelere la sumatoria de las fuerzas que actúan sobre él debe ser
igual a cero.
c. Para que un cuerpo se acelere la sumatoria de las fuerzas que actúan sobre él debe ser
distinta de cero.
d. Siempre que se aplique una única fuerza constante sobre un cuerpo, su velocidad será
constante.
44) Respecto a la diferencia entre el peso y masa, se puede decir que:
a. El peso es un caso particular de fuerza y debe medirse en Newton.
b. Se puede bajar de peso sin bajar de masa, por ejemplo viajando a la Luna.
c. En la tierra se puede bajar de masa sin bajar de peso, por ejemplo realizando mucha
gimnasia.
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45) ¿Qué tipo de movimiento le imprime una fuerza constante a un objeto de masa fija?
a) Un movimiento con aceleración constante.
b) Un movimiento con velocidad constante.
c) Un movimiento con una aceleración que va aumentando a medida que aumenta la velocidad.
46) A una caja que está inicialmente en reposo en el punto A, se la empuja con una fuerza constante,
desde A hasta B y luego se la suelta. Sólo hay rozamiento en las zonas rayadas (zonas CD y
EF). Indiquen si las siguientes afirmaciones son verdaderas:
 Se detendrá en el punto B.
 Se detendrá en el punto G.
 Es posible que se detenga en alguno de los tramos CD y EF.
 Es posible que se detenga en alguno de los tramos DE y FG.
 Se puede afirmar que no se detendrá nunca.
 Es posible que no se detenga nunca.
47) ¿Cuál/es de los siguientes gráficos describe/n mejor el movimiento de la caja de la pregunta
anterior?
a
Gráfico 1
v
Gráfico 2
v
Gráfico 3
t
t
t
a
Gráfico 4
t
a
Gráfico 5
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t
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48) Un cuerpo ha sido arrojado hacia arriba. Si no existiera rozamiento, las fuerzas que actúan
sobre el cuerpo serían
Caso A





Caso B
Caso C
Caso D
En todo momento sería el caso A.
Mientras está subiendo sería el caso B, y al bajar sería el caso A.
En todo momento sería el caso D.
En todo momento sería el caso C.
En todo momento sería el caso B.
49) En cada uno de los siguientes dibujos interaccionan 2 cuerpos (pueden ser personas o cosas).
50) Indiquen con vectores las fuerzas que actúan sobre cada uno de ellos.
51) ¿Qué dice la ley de la acción y la reacción o tercera ley de Newton? ¿Como se relaciona con lo
realizado en este ejercicio?
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52) En el ejercicio 53 los cuerpos que interactúan están en contacto. ¿Pueden actuar fuerzas entre
cuerpos que no están en contacto? Analicen los siguientes casos, dibujando los pares de acción y
reacción.
Caso A
Caso B
Barra de hierro
Luna
Imán
Tierra
53)Dos chicos están sobre patinetas, como muestra la figura, y se empujan de manera que A (el que
se mueve para la izquierda) sale con aceleración de 1,2 m/s2 y B (el que se mueve hacia la derecha)
con aceleración de 0,8 m/s2.
Si la masa de A junto con la patineta es 40 kg. ¿Cuál es la masa del chico B con su patineta?
(El rozamiento es despreciable).
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Respuestas y Ayudas
Fuerza, masa y aceleración
15.- a)60N. b)40N. c) Hacia nuestra derecha con 20 N. d) 20N.
17.- a) 15 kg. b) 13 kg
18.- 15 N
19.- a) F = 2000 N; b) a = 1 m/s2.
20.- a) 6000 kg. b) 4/3 m/s² ó 1,3... m/s².
Peso, masa, fuerza y aceleración
22.- P = 45 N.
23.- a) P = 80 N b) m = 8 kg P = 12,8 N.
24.- m = 9,4 kg.
25.- P = 15,04 N.
26.- La fuerza es el Peso y Peso = 10 N.
28.-A)7 m/s)² (izq.),B) 5 m/s² (izq.),C) 5 m/s² (der.),D) 7 m/s² (der.)
29) F=30N
30) a)600 N. b)20 m/s².
31.- a) 10 N b) 70 N
32.- a) 40 N; c) 30 N; d) Parece que pesan menos porque el agua las empuja hacia arriba.Comparando
si te estas pesando en una balanza y alguien te tira hacia arriba ¿pesarás menos.? e) Se irá
hacia al fondo; f) a = 7,5 m/s2.
33.-F = 100 N; FT = 0; a = 0.
34.-a = 0; F = 80000 N..
36.-Se moverá con una aceleración de 4 m/s2.
38. a)800kg. b) 0,8 m/s/². c) 1600N d) 0 N
39. b) 2m/s² . c)1500N
41.a)V = 14,4 m/s S = 43,2 m
42.d)F = 33,3…N f) S = 1800 m
43.a)F. b)F. c)V. d)F
44.a)V. b)V. c)F.
45.Opción a)
47.Gráfico 3 y Gráfico 5
48.En todo momento el caso A
53.60 Kg
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