Fisica Aplicada

FORMULAS

Fuerza

F= m.a

m= masa (Kg)

A= aceleración (m/s2)

Unidades= Newtones (N)

1 kgf = 9.8 Newton (N) Trabajo

W= F. d

F= Fuerza

D= Distancia

Unidades= Joule (J)

1 joule = N.m Potencia

P=W/t

W= Trabajo

T= Tiempo

Unidades= Watt

1 watt = N.m/sg

EJERCICIOS

FUERZA

1. Un practicante de pesas es capaz de levantar unas pesas cuya masa es de 100 Kg y su aceleración en envión es de 0.8 m/s2. ¿Qué fuerza aplicó el deportista?

F= m.a m= 100 kg a= 0.8 m/s2

F= (100 kg) (0.8 m/s2) = 80N

2. Un vehículo sufre un choque sobre una avenida, si la masa del vehículo es de 2.5 Toneladas (1000 kg = 1 tonelada) y la aceleración en el momento del choque es de 1.5 m/s2 ¿Qué fuerza de impacto sufrió el vehículo?

m= 2.5 toneladas (1000 kg/ 1 tonelada) = 2500 kg a= 1.5 m/s2

F= m.a = (2500 kg) (1.5 m/s2) = 3750 N

3. Cuando un cohete sale de la atmosfera terrestre experimenta una fuerza equivalente a 1000000 de Néwtones, si la masa del cohete es de 40 Toneladas ¿Cuál es la aceleración necesaria para salir a la estratósfera?

R/= F= 1000000 N m= 40 toneladas (1000 kg/1 toneladas) = 40000 kg

A= F/m = 1000000 N/ 40000 = 25 m/s2

4. Si un cuerpo cae con una fuerza de 65 N y su aceleración en caída libre es de 4,6 m/s2 ¿Cuál es la masa del cuerpo?

F= 65 N a= 4,6 m/s2

.m= F/a = 65 N / 4,6 m/s2 = 14.1304 kg

5. Si se lanzan tres objetos al tiempo, uno lleva una aceleración de 5 m/s2 y cae con una fuerza de 25 N, el segundo que es lanzado de más alto cae con una fuerza de 15 N y una aceleración de 2.5 m/s2 y el ultimo cae con una fuerza de impacto de 100 N y una aceleración de 11.1 m/s2 ¿Cuál de los 3 es el más pesado?

R/ = m= F/a

A1= 5 m/s2 F1= 25 N m1= (25N) / (5 m/s2 ) = 5 kg

A2= 2.5 m/s2 F2= 15 N m2= (15N) / (2.5 m/s2 ) = 6 Kg

A3= 11.1 m/s2 F3= 100 N m3= (100N) / (11.1 m/s2 ) = 9.0090 Kg

Peso = m.a

Peso1 = m1.a = (5kg) (9.8 m/s2 ) = 49 N

Peso2 = m3.a = (6kg) (9.8 m/s2 ) = 58.8 N

Peso3 = m3.a = (9.0090kg) (9.8 m/s2 ) = 88.29 N

El objeto más pesado es el tercero

6. Un atleta de alto rendimiento de es capaz de acelerar a 4 m/s2, si su masa es de 80 Kg ¿Qué fuerza necesita para tal aceleración?

R/= a= 4 m/s2 m= 80 Kg

F= m.a = (80 Kg) (4 m/s2 ) = 320 N

7. Si un avión Airbus A330, cuya masa es de 100 Toneladas en su modelo estándar y su aceleración antes de elevarse es de 12 m/s2, ¿Qué fuerza es necesaria para que tal avión se eleve?

R/= m= 100 toneladas (1000 kg/1 toneladas) = 100000 kg a= 12 m/s2 F= m.a = (100000 kg) (12 m/s2 ) = 1200000 N

8. ¿Cuál es la masa de una motocicleta que para su movimiento imprime una fuerza de 2500 N y su aceleración tope es de 26 m/s2?

F = 2500 N a= 26 m/s2

.m= F/a = (2500 N) / (26 m/s2 ) = 96.15 kg

9. ¿Cuál es la aceleración necesaria para mover un vehículo cuya masa es de 365 Kg y la fuerza necesaria para el arranque inicial es de 290 N?

m = 365 kg F= 290 N

A= F/m = ( 290 N) / ( 365 kg ) = 0.79 m/s2

10. Si se lanzan hacia arriba dos esferas al tiempo, la primera con una fuerza de 20 N y una masa de 120 g y la segunda con una fuerza de 8.5 N y una masa de 100 g ¿Cuál lleva mayor aceleración?

a= F/m

F1 = 20 N m1 = 120g ( 1 kg/ 1000 g ) = 0.12 kg

F2 = 8.5 N m2 = 100g ( 1 kg/ 1000 g ) = 0.10 kg

A1 = 20 N / 0.12 kg = 166.66 m/s2

A2 = 8.5 N / 0.10 kg = 85 m/s2

La primera esfera es la que lleva mayor aceleración.

TRABAJO

11. Si un atleta recorre 100 m planos con una fuerza de 2000 N, ¿Cuál es el trabajo realizado?

R/= d= 100m F= 2000 N

W= F.d = (2000 N) (100m) (2000 N) = 200000 J

12. Una grúa de alto alcance golpea un edifico en una demolición con una fuerza de 50000 N y su recorrido en cada golpe es de 25 m ¿Cuál es el trabajo realizado?

R/= F= 50000 N d = 25 m

W= F.d = (50000 N) (25m) = 1250000 J

13. Si una persona es capaz de soportar una masa de 45 Kg, moviendo dicha masa a una aceleración de 0.5 m/s2, en una distancia de 65 m ¿Qué trabajo realiza la persona?

R/= m = 45kg a = 0.5 m/s2 d= 65m

F= m.a = (45kg) (0.5 m/s2 ) = 22.5 N

W= F.d = (22.5 N) (65m) = 1462.5 J

14. Una volqueta es capaz de soportar 12 toneladas en un recorrido de 30 Km (1000m = 1Km), si su aceleración promedio es de 2,6 m/s2 ¿Cuál es el trabajo realizado?

R/ = m = 12 toneladas ( 1000kg/1tonelada) = 12000 kg

D= 30 Km (1000m/1Km) = 30000 m

A= 2,6 m/s2

F = m.a = (12000 kg) (2,6 m/s2 ) = 31200 N

W = F.d = (31200N) (30000 m ) = 936000000 J

15. ¿Qué distancia deberá ser recorrida si se aplica una fuerza de 450 N y se realizó un trabajo de 95 Joule?

W= 95 J

F= 450 N

D = W/F = (95J) / (450 N) = 0.21 m

16. ¿Qué fuerza es la necesaria para realizar un trabajo de 75 J en una distancia de 120 m?

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