Fuerza Y Movimiento

Fuerza y Movimiento

Ronald Haro

Física

Instituto IACC

10-11-2013

Desarrollo

1.- Suponga que actúan 3 fuerzas constantes sobre una partícula al moverse de una posición a otra. Demuestre que el trabajo efectuado sobre la partícula por las resultantes de estas 3 fuerzas es igual a la suma de los trabajos efectuados por cada una de las fuerzas calculadas por separado.

Supongamos 3 fuerzas en paralelo como la figura.

La flecha roja es F1 es la fuerza ejercida sobre el bloque.

La flecha amarilla es F2 es la fuerza ejercida sobre el bloque.

La flecha azul es F3 es la fuerza ejercida sobre el bloque.

Supongamos que F1=2N (newton), F2= 3N y F3=5N. (supongamos)

Como las fuerzas están dadas en un solo sentido, “en paralelo” y en el misma dirección, por las leyes de Newton la fuerza resultante Fr= F1+F2+F3, es decir la suma de las fuerzas como si actuaran por separado.

Es decir Fr= 2N+3N+5N = 10N

Nota: Solo es efectivo para fuerzas que actúan en paralelo.

En el caso de que las fuerzas fueran perpendiculares se aplicaría el teorema de Pitágoras, y para cualquier otro caso donde las fuerzas fueran en distintas direcciones pero en el mismo sentido(vectores), también se aplica la suma de las fuerzas como si actuaran en forma independiente, pero razonando las fuerzas con modulo, dirección y sentido.

2.- Un paracaidista de 8 kg de masa experimenta una aceleración hacia abajo de 2,5 m/s2

poco después de abrirse el paracaídas. La masa del paracaídas es de 5,2 kg.

a) Halle la fuerza hacia arriba ejercida en el paracaídas por el aire.

b) Calcule la fuerza hacia abajo ejercida por el paracaidista.

Al iniciar la caída libre:

Datos: masa(paracaidista)= 8Kgs.

masa(paracaidas)= 5.2 Kgs

Aceleración(a)= 2.5 m/seg2.

Respuestas:

La fuerza del paracaídas esta dada por el producto de su masa y su aceleración, como no tenemos la aceleración la calculamos:

Por las leyes de la fuerza donde la relación masa v/s aceleración esta dada por:

m_1/m_2 =a_1/a_2

Entonces podemos calcular:

8Kgs/5.2Kgs=(2.5 m/s^2)/a_2

Despejando a2= (2.5 m/s^2 *5.2Kgs)/8Kgs= (13 Kgs m/s^2)/(8 Kgs)=1.625 m/s^2

Luego la fuerza que ejerce el paracaídas por el aire es:

5.2 Kgs* 1.625 m/s^2 =8.45 N , por la tercera ley de Newton de acción y reacción de las fuerzas,

La fuerza hacia abajo es la misma que para arriba.

La masa total es la masa del paracaidista más la masa del paracaídas por lo tanto, el producto entre la masa total y la aceleración en el que abrió el paracaídas:

Masa total= masa del paracaidista + masa del paracaídas

M= 8 Kgs. + 5.2 Kgs.= 13.2 Kgs.

A= 2.5 m/seg2

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