FUERZA DE ROZAMIENTO
1. ¿Qué entiendes por fuerza de rozamiento?
2. ¿Qué dirección y sentido tienen las fuerzas de rozamiento?
3. ¿De qué factores depende la fuerza de rozamiento?
4. Un ciclista circula por un tramo de carretera recto y plano con movimiento uniforme. ¿Cuánto vale la fuerza de rozamiento si debe aplicar una fuerza de 100 N sobre la bicicleta para mantener la velocidad constante?
5. Para deslizar una caja de 20 kg sobre una superficie horizontal con una velocidad de 5 km/h, se necesita tirar de ella con una fuerza de 45 N. ¿Cuál es el valor de la fuerza de rozamiento entre el suelo y la caja?
6. Se tira de un cajón de 100 kg con una fuerza constante de 200 N paralela al suelo. El cajón se mueve con MRU. ¿Cuánto vale la fuerza de rozamiento entre el cajón y el suelo?
7. Para arrastrar con velocidad constante un piano de 150 kg de masa sobre el suelo horizontal hay que realizar una fuerza de 600 N. Calcula el coeficiente de rozamiento.
8. Sabemos que la fuerza horizontal necesaria para arrastrar un cuerpo de 100 kg de masa sobre una superficie horizontal con velocidad uniforme es de 300 N. Calcula el coeficiente de rozamiento.
9. Al ejercer una fuerza de 10 N sobre un cuerpo de 2 kg de masa, que se encuentra apoyado sobre una superficie horizontal, adquiere una aceleración de 1 m/s2.
Determina el valor de la fuerza de rozamiento que se opone al movimiento.
10. Sobre una superficie horizontal se encuentra un cuerpo de 10 kg. El coeficiente de rozamiento entre la superficie y el cuerpo es μ = 0.2. Tiramos del cuerpo con una fuerza paralela al suelo de 30 N. ¿Será suficiente para deslizarlo? Si es así, ¿qué aceleración le comunica?
11. Una locomotora tiene una masa de 50 toneladas y va unidad a tres vagones de 25 toneladas cada uno. Si el coeficiente de rozamiento es μ = 0.1 calcula la fuerza de tracción de la locomotora para circular a 100 km/h.
12. Se arrastra un bloque de 50 kg de masa tirando con una fuerza de 100 N. Si al aplicar esta fuerza se le da una aceleración de 0.5 m/s2, ¿cuánto vale la fuerza de rozamiento?
13. Sobre un cuerpo de 5 kg que se mueve con velocidad constante en un plano horizontal, se aplica una fuerza de 50 N. Calcula la aceleración que adquiere si el coeficiente de rozamiento vale μ= 0.2.
15. Se ejercen dos fuerzas F
1 y F2, sobre un cuerpo de 5 kg de masa que descansa sobre
una superficie horizontal. Si el coeficiente de rozamiento es 0.1, calcula la aceleración que adquiere en los siguientes casos:
16. Un ladrillo de 2 kg de masa se mueve por una superficie horizontal impulsado por una fuerza F = 10 N. La superficie se opone al movimiento mediante una fuerza de rozamiento de FR = 4 N:
a. ¿Qué aceleración lleva el ladrillo?
b. ¿Qué velocidad llevará al cabo de 2 s si partió del reposo?
17. Un automóvil circula a una velocidad de 72 km/h, paramos el motor y sin pisar el freno observamos que el coche se detiene al cabo de 25 s. Si la fuerza de rozamiento que hace que el coche se detenga vale FR = 1000 N, ¿cuál es la masa del coche?
18. Se aplica una fuerza horizontal de 100 N a un cuerpo de 10 kg de masa que descansa sobre un plano horizontal. Calcula la aceleración del cuerpo si el coeficiente de rozamiento es 0.2.
19. Un cuerpo de 5 kg se mueve en un plano horizontal por la acción de una fuerza de 49 N. Si el coeficiente de rozamiento entre el cuerpo y el plano es de μ = 0.4, calcula:
a. La aceleración del movimiento.
b. La velocidad que tiene al final de los 10 m de recorrido. c. El tiempo que ha tardado en recorrer los 10 m.
20. Al ejercer una fuerza de 10 N sobre un cuerpo de 2 kg de masa, que se encuentra apoyado sobre una superficie horizontal, adquiere una aceleración de 1 m/s2.
Determina el valor del coeficiente de rozamiento que se opone al movimiento.
21. Por un suelo horizontal se lanza un cuerpo con velocidad de 6 m/s. Si recorre 6.1 m hasta pararse, ¿cuánto vale el coeficiente de rozamiento entre el suelo y el cuerpo?
22. Un cuerpo es lanzado sobre una superficie horizontal rugosa con una velocidad inicial de 4 m/s. Sabiendo que se detiene después de recorrer 4 m, calcula el coeficiente de rozamiento entre la superficie y el cuerpo.
23. Un vehículo de 800 kg se mueve en un tramo recto y horizontal de autovía a 72 km/h. Si por una avería deja de funcionar el motor y se detiene a los 100 m, calcula la fuerza de rozamiento.
24. Un ciclista que con su máquina pesa 75 kg, corre por un camino horizontal, adquiriendo en el primer minuto la velocidad de 15 km/h. Si el coeficiente de rozamiento es 0.08, Calcula:
a. La fuerza motriz desarrollada por el ciclista.
25. El motor de un coche de 1000 kg de masa ejerce una fuerza de 104 N cuando éste se
desplaza por una carretera horizontal. En esas condiciones el coche avanza con una velocidad constante de 108 km/h.
a. ¿Cuánto vale la fuerza de rozamiento ejercida por el aire y la carretera?
b. Si se para el motor del coche, ¿cuánto tardará en detenerse en las condiciones anteriores?
26. Un bloque de 30 kg, partiendo del reposo, recorre 20 m en 5 s. Hallar la fuerza que produce dicho movimiento, supuesta constante, si el rozamiento que sufre es de 20 N.
27. Se aplica una fuerza de 30 N sobre un cuerpo inicialmente en reposo de 8 kg y éste se mueve con aceleración de 3 m/s2 en una superficie horizontal.
a. ¿Existe fuerza de rozamiento? ¿Cuánto vale?
b. Calcula el espacio recorrido por el cuerpo durante 5 segundos.
28. Un vehículo de 800 kg se mueve en un tramo recto y horizontal de autovía a 72 km/h. Si por una avería deja de funcionar el motor y se detiene a los 100 m, calcula la fuerza de rozamiento.
29. Un ciclista que con su máquina pesa 75 kg, corre por un camino horizontal, adquiriendo en el primer minuto la velocidad de 15 km/h. Si el coeficiente es 0,08, Calcula:
a. La fuerza motriz desarrollada por el ciclista.
b. Si una vez conseguida esta velocidad sigue sobre camino horizontal sin dar a los pedales, ¿qué distancia recorrerá antes de pararse?
30. Calcula la fuerza que hay que ejercer para sostener un bloque en reposo, si su masa es de 5 kg y se apoya contra una pared vertical, ejerciendo una fuerza horizontal. El coeficiente de rozamiento entre el bloque y la pared es 0.6.
31. El coeficiente de fricción entre el suelo de un camión y una caja que descansa sobre el mismo es 0.3. El camión lleva una velocidad de 80.5 km/h. ¿Cuál debe ser la distancia mínima de parada del camión para que la caja no deslice?
32. Al empujar un objeto de 75 kg de masa situado sobre un plano horizontal con una fuerza de 100 N, el cuerpo recorre una distancia de 50 m en 10 s. Calcular la velocidad final que alcanza el objeto (sin dejar de hacer fuerza sobre él) y la fuerza de rozamiento que se opone a dicho movimiento.
33. Empujamos una vagoneta de 200 kg con una fuerza de 300 N. Sobre ella actúa también una fuerza de rozamiento con el suelo de 200 N.
a. ¿Qué velocidad llevará la vagoneta a los 10 segundos, suponiendo que antes de empezar a empujar se encontraba parada?
b. ¿Qué distancia habrá recorrido en ese tiempo?
c. Si a partir de t = 10 s empujamos durante 5 segundos con una fuerza de 200 N, ¿qué velocidad llevará al final de ese tiempo?
34. Se empuja a una vagoneta de 200 kg con una fuerza de 300 N. Sobre la vagoneta actúa también una fuerza de rozamiento con el suelo de 200 N.
a. ¿Cómo será el movimiento de la vagoneta? ¿Qué velocidad llevará a los 10 s, suponiendo que antes de empezar a empujar, la vagoneta se encontraba parada?
b. Si desde el segundo 10 se empuja durante 5 s con una fuerza de 200 N, ¿qué velocidad llevará en el segundo 15?
c. Si a partir del segundo 15 dejamos de empujar, ¿qué le ocurrirá al movimiento de la vagoneta? ¿Cuánto tiempo tardará en pararse?
35. Calcula la masa de una caja colocada sobre una superficie horizontal, si se sabe que cuando se tira de ella con una fuerza de 100 N (también horizontal) se mueve con velocidad constante. Como dato se conoce el coeficiente de rozamiento entre la caja y el suelo: μ = 0.5.
36. En un lago helado se lanza un trozo de hielo de 500 g a una velocidad de 20 m/s. Si el rozamiento es el 4% de su peso, calcula:
a. La aceleración del trozo de hielo. b. El espacio recorrido hasta detenerse.
37. Un bloque de masa 1 000 kg se mueve sobre una superficie horizontal bajo la acción de una fuerza, cuya dirección forma un ángulo de 30º con la horizontal y sentido hacia arriba. Si el coeficiente de rozamiento es 0.2, calcula cuál debe ser el valor de la fuerza para que el bloque se mueva con velocidad constante.
38. Un hombre arrastra una caja por el suelo mediante una cuerda que forma un ángulo de 30º con la horizontal. ¿Con qué fuerza tendría que tirar el hombre si la caja, que pesa 500 kp, se mueve con velocidad constante y el coeficiente de rozamiento es de 0.4?
39. Para arrastrar un objeto de 20 kg sobre una superficie horizontal, le aplicamos una fuerza de 40 N formando un ángulo de 60º con la horizontal. El coeficiente de rozamiento del objeto y la superficie es μ = 0.1. Calcula la aceleración que se le comunica al cuerpo y el tiempo que tardará en recorrer 100 m.
40. Queremos mover un bloque de 500 kg de masa arrastrándolo con un coche grúa. Si el coeficiente de rozamiento que hay entre el suelo y el bloque es de μ = 0.5:
a. ¿Qué fuerza paralela al suelo hay que hacer para conseguir moverlo? b. ¿Qué fuerza hay que hacer si ésta forma 30° con el suelo?
41. Se aplica una fuerza de 30 N, que forma 30° con la horizontal, sobre un bloque de 10 kg de masa. Si el coeficiente de rozamiento entre el bloque y el suelo es μ = 0.5, ¿se consigue desplazarlo? ¿Cuánto vale, en este caso, la fuerza normal y la fuerza de rozamiento?
43. Si se quiere trasladar, arrastrándolo por un suelo horizontal, un armario de 110 kg y el coeficiente de rozamiento es 0.3, ¿qué fuerza hay que hacer? ¿Y si hubiera que subirlo por un plano inclinado que formara un ángulo de 30º con la horizontal?
44. Un bloque 1000 kg de masa se mueve sobre una superficie horizontal bajo la acción de una fuerza, cuya dirección forma un ángulo de 30º con la horizontal y sentido hacia arriba. Si el coeficiente de rozamiento es 0.2, ¿cuál debe ser el valor de la fuerza para que el bloque se mueva con velocidad constante?
45. Un cuerpo de 15 kg se encuentra sobre una superficie horizontal. Calcula los coeficientes de rozamiento estático y dinámico si hay que aplicar paralelamente a dicho plano una fuerza de 51.45 N para que comience a deslizarse y otra de 36.75 N para que mantenga un MRU.
