La Física en tu vida

EJERCICIOS: 1.- Un cuerpo de 15 kg se deja caer desde una altura de 10 metros. Calcula el trabajo realizado por el peso del cuerpo. 2.- Sobre un cuerpo de 10 kg de masa actúa una fuerza de 100N que forma un ángulo de 30º con la horizontal que hace que se desplace 5 m. Si el coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el suelo es 0,2, calcula el trabajo realizado por la normal, el peso, la fuerza de rozamiento y la fuerza aplicada sobre el cuerpo. La normal y el peso son perpendiculares a la dirección del desplazamiento y, por tanto, no realizan trabajo. La fuerza de rozamiento se opone al movimiento del cuerpo, por lo que realiza un trabajo negativo. Para calcular la fuerza de rozamiento necesitamos conocer la normal “N”. De la figura se deduce que N + F Y =P, de donde: N=P-Fy. Aplicando la definición de seno y coseno de un ángulo se deduce que: FY=F.sen30º y Fx=F.cos30º. El trabajo realizado por la fuerza de rozamiento será igual a: Sólo realiza tra

TRABAJO, ENERGÍA Y POTENCIA TRABAJO, ENERGÍA Y POTENCIA 1-Trabajo y Energía En el lenguaje ordinario, trabajo y energía tienen un significado distinto al que tienen en física. Por ejemplo una persona sostiene una maleta; lo que estamos realizando es un  esfuerzo  (esfuerzo muscular, que produce un cansancio), que es distinto del concepto de trabajo. Trabajo : decimos que realizamos un trabajo cuando la fuerza que aplicamos produce un desplazamiento en la dirección de esta Es decir mientras la maleta este suspendida de la mano (inmóvil) no estamos realizando ningún trabajo. Energía : Capacidad que tienen los cuerpos para producir transformaciones, como por ejemplo un trabajo. Por ejemplo, cuando uno esta cansado, decimos que ha perdido energía, y cuando esta descansado y fuerte, decimos que esta lleno de energía. Si un coche se queda sin combustible, posiblemente pienses que carece de energia, que no es del todo cierto, ya que puede rodar cuesta abajo.

Sobre una caja de 1200 g de masa situado sobre en una mesa horizontal se aplica una fuerza de 15 N en la dirección del plano. Calcula la fuerza de rozamiento (fuerza de fricción) si: a)  La caja adquiere una aceleración igual a 2,5 m/s 2 . b)  La caja se mueve con velocidad constante.  Solución Cuestión a) Datos m = 1200 g = 1.2 Kg F = 15 N a = 2.5 m/s2 F R  ? Resolución Si aplicamos las ecuaciones de la segunda ley de Newton o principio fundamental de un cuerpo sobre un  plano horizontal , obtenemos que: F − F R = m ⋅ a   ⇒ F R = F − m ⋅ a   ⇒ F R = 15   N − 1 . 2   K g   ⋅   2 . 5   m / s 2   ⇒ F R = 12   N Cuestión b) Si tiene velocidad constante quiere decir que en este caso la  aceleración  de la caja es a = 0 m/s 2 , por tanto: F − F R = m ⋅ a   ⇒ F R = F − m ⋅ a   ⇒ F R = 15   N − 1 . 2   K g   ⋅   0   m / s 2   ⇒ F R = 15   N

Encontrar la magnitud de una tercera fuerza F3, que aplicada a dos metros del eje de giro del aspa que se muestra en la siguiente figura se encuentre en equilibrio rotacional. SOLUCIÓN  Aplicamos la segunda condición del equilibrio y sumamos todos los momentos en el eje de rotación: Una barra sin peso se mantiene en equilibrio, tal como se muestra en la figura. Hallar el valor del peso w SOLUCIÓN En el diagrama de cuerpo libre se puede apreciar la fuerza R que es la fuerza de reacción que ejerce el soporte sobre la barra. Aplicando la segunda condición del equilibrio sobre el punto R tenemos que:

Fuerza de rozamiento La  fuerza de rozamiento  es una fuerza que aparece cuando hay doscuerpos en contacto y es una fuerza muy importante cuando se estudia el movimiento de los cuerpos. Es la causante, por ejemplo, de que podamos andar(cuesta mucho más andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento como, por ejemplo, un suelo rugoso). Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los doscuerpos que están en contacto. Hablamos entonces de  Fuerza de rozamiento estática . Por ejemplo, si queremos empujar un armario muy grande y hacemos una fuerza pequeña, el armario no se moverá. Esto es debido a la fuerza de rozamiento estática que se opone al movimiento. Si aumentamos la fuerza con la que empujamos, llegará un momento en que superemos está fuerza de rozamiento y será entonces cuando el armario se pueda mover, tal como podemos observar en la animación que os mostramos aquí. Una vez que el cuerpo empieza a

SEGUNDA CONDICION DE EQUILIBRIO  La segunda condición de equilibrio, también es conocida como - Equilibrio rotacional - la cual menciona: La suma algebraica de los momentos de todas las fuerzas respecto a un punto cualquiera es igual a cero. Es decir, cuando se aplica una fuerza en algún punto de un cuerpo, el cuerpo tiende a realizar un movimiento de rotación en torno a algún eje. La propiedad de la fuerza para hacer girar al cuerpo se mide con una magnitud física que llamamos torque o momento de la fuerza. 3.  El momento de una fuerza El momento de una fuerza con respecto a un punto cualquiera, es igual al producto de la fuerza por la distancia perpendicular del centro de momento a la fuerza Un momento es igual: M = F * D (Momento = Fuerza x Distancia) 4.   Para evitar ese movimiento de rotación el cuerpo debe encontrar un equilibrio, y para lograrlo es necesario aplicar fuerzas que lo equilibren, y es así como se produce la segunda condición de equilibrio. Al aplicar es

CONDICIÓN  DE EQUILIBRIO Diremos que un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslación cuando la fuerza resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es nula: ∑ F = 0. Desde el punto de vista matemático, en el caso de fuerzas coplanarias, se tiene que cumplir que la suma aritmética de las fuerzas o de sus componentes que están el la dirección positiva del eje X sea igual a las componentes de las que están en la dirección negativa. De forma análoga, la suma aritmética de las componentes que están en la dirección positiva del eje Y tiene que ser igual a las componentes que se encuentran en la dirección negativa: Por otro lado, desde el punto de vista geométrico, se tiene que cumplir que las fuerzas que actúan sobre un cuerpo en equilibrio tienen un gráfico con forma de polígono cerrado; ya que en el gráfico de las fuerzas, el origen de cada fuerza se representa a partir del extremo de la fuerza anterior, tal y como podemos observar en la siguiente imagen. El hecho de