FÍSICA E QUÍMICA
Física e Química 4º ESO
Movimiento circular. Las fuerzas. 28/10/11
Nombre:
Tipo A
1. Una rueda de 80,0 cm de diámetro gira dando 600 r.p.m. (vueltas por minuto). Calcula: a) Su velocidad angular. [1]
b) La velocidad lineal de un punto da periferia. [1]
2. ¿Cuál es la velocidad angular de la aguja horaria de un reloj? [1] Define radián. [½]
Un movimiento es circular uniforme si su trayectoria es …... y ... [½] 3. Sobre un cuerpo actúan tres fuerzas:
una de intensidad 20 N hacia el este, otra de 40 N hacia el nordeste y una ter-cera de 40 N hacia el noroeste. Encuen-tra GRÁFICAMENTE la fuerza resul-tante y calcula a su intensidad. [2] 4. Enuncia la ley de Hooke. [½]
La resultante de dos fuerzas paralelas del mismo sentidos es otra fuerza cuya intensidad es …
su dirección es … su sentido es …
y su punto de aplicación se obtiene … [1]
¿Cuáles son los efectos de una fuerza? [½]
5. Se colgaron varios pesos de un muelle y se midió la longitud. Los datos están en la siguiente tabla:
Masa col-gada (g)
Posición del extremo del muelle (mm) 0 347 60 302 100 272 160 227 240 167
a) ¿Cuál es la constante de proporcionalidad de la ley de Hooke? [1]
b) ¿Cuál sería la posición del extremo del muelle cuando se le cuelgue una pesa de 200 g? [1] Datos: aceleración de la gravedad: 9,8 m/s2
FÍSICA E QUÍMICA
Física e Química 4º ESO
Movimiento circular. Las fuerzas. 28/10/11
Nombre:
Tipo B
1. Una rueda de 60,0 cm de diámetro gira dando 750 r.p.m. (vueltas por minuto). Calcula: a) Su velocidad angular. [1]
b) La velocidad lineal de un punto da periferia. [1] 2. ¿Cuál es la velocidad angular del minutero de un reloj? [1]
Define radián. [½]
Un movimiento es circular uniforme si su trayectoria es …... y ... [½] 3. Sobre un cuerpo actúan tres fuerzas:
una de intensidad 40 N hacia el norte, otra de 80 N hacia el nordeste y una ter-cera de 80 N hacia el sureste. Encuentra GRÁFICAMENTE la fuerza resultante y calcula a su intensidad. [2]
4. Enuncia la ley de Hooke. [½]
La resultante de dos fuerzas paralelas de sentidos contrarios es otra fuerza cuya intensidad es …
su dirección es … su sentido es …
y su punto de aplicación se obtiene … [1]
¿Cuáles son los efectos de una fuerza? [½]
5. Se colgaron varios pesos de un muelle y se midió la longitud. Los datos están en la siguiente tabla:
Masa col-gada (g)
Posición del extremo del muelle (mm) 0 767 60 617 100 517 160 367 240 167
a) ¿Cuál es la constante de proporcionalidad de la ley de Hooke? [1]
b) ¿Cuál sería la posición del extremo del muelle cuando se le cuelgue una pesa de 200 g? [1] Datos: aceleración de la gravedad: 9,8 m/s2
Soluciones Tipo A
1. Una rueda de 80,0 cm de diámetro gira dando 600 r.p.m. (vueltas por minuto). Calcula: a) Su velocidad angular.
b) La velocidad lineal de un punto da periferia.
Solución: a) ω=600 vueltas min 2πrad 1 vuelta 1 min 60s =62,8 rad/s b) R = 80,0 cm / 2 = 40,0 cm = 0,400 m v = ω · R = 62,8 · 0,400 = 25,1 m/s
2. ¿Cuál es la velocidad angular de la aguja horaria de un reloj?
Solución:
La aguja horaria da una vuelta en 12 horas
ω=1 vuelta 12 h 2πrad 1 vuelta 1 h 3600s=1,45×10 −4rad/s Define radián.
Mira el libro de texto.
Un movimiento es circular uniforme si su trayectoria es una circunferencia y su velocidad es constante.
3. Sobre un cuerpo actúan tres fuerzas: una de intensi-dad 20 N hacia el este, otra de 40 N hacia el nordeste y una tercera de 40 N hacia el noroeste. Encuentra GRÁFICAMENTE la fuerza resultante y calcula a su intensidad.
Solución:
Podemos representar las fuerzas en papel milimetrado, cada cm representa 10 N
Las fuerzas de 40 N dirigidas al sudeste y al nordeste son perpendiculares y su resultante puede calcularse por el teorema de Pitágoras:
R23=
√
40 2+402=57 N
Esta resultante es perpendicular a la fuerza de 20 N hacia el norte, por lo que la resultante también puede calcular-se por el teorema de Pitágoras:
R=
√
572+202=60 NTambién se puede medir la resultante con una regla milimetrada y comprobar que mide 6 cm que correspon-den a 60 N
4. Enuncia la ley de Hooke. ¿Cuáles son los efectos de una fuerza?
Mira el libro de texto.
La resultante de dos fuerzas paralelas del mismo sentido es otra fuerza cuya intensidad es la suma de las in-tensidades, su dirección es la misma, su sentido es el mismo que el de las fuerzas y su punto de aplicación se obtiene por la ecuación de la palanca: F · b = F' · b'
5. Se colgaron varios pesos de un muelle y se midió la longitud. Los datos están en la siguiente tabla: Masa
col-gada (g)
Posición del extremo del muelle (mm) 0 347 60 302 100 272 R 23 F +1 F +2 F3 F1 F2 F 3
Masa col-gada (g)
Posición del extremo del muelle (mm)
160 227
240 167
a) ¿Cuál es la constante de proporcionalidad de la ley de Hooke? [1]
b) ¿Cuál sería la posición del extremo del muelle cuando se le cuelgue una pesa de 200 g? [1]
Datos: aceleración de la gravedad: 9,8 m/s2
Solución:
a) La constante de fuerza se calcula de la expresión: k= F
Δx
Completamos la tabla de datos para calcular las fuerzas (peso) con la expresión: F = P = m · g
y los alargamientos restando cada posición de la posición inicial. Masa colgada (g) Posición del extremo del muelle (mm) Masa colgada (kg) Peso (N) Alargamiento (mm) Alargamiento (m) Constante (N/m) m x m F Δx Δx k 0 347 0 0 0 0 60 302 0,060 0,59 45 0,045 13 100 272 0,100 0,98 75 0,075 13 160 227 0,160 1,6 120 0,120 13 240 167 0,240 2,4 180 0,180 13 k= F Δx= 0,060 kg·9,8 m/s2 0,045 m =13 N/m b) El alargamiento producido por una pesa de 200 g será:
Δx=F
k =
0,200 kg ·9,8 m/s2
13 N/m =0,15 m=150 mm y la posición del extremo del muelle será:
Soluciones Tipo B
1. Una rueda de 60,0 cm de diámetro gira dando 750 r.p.m. (vueltas por minuto). Calcula: a) Su velocidad angular.
b) La velocidad lineal de un punto da periferia.
Solución: a) ω=750 vueltas min 2πrad 1 vuelta 1 min 60s =78,5 rad/s b) R = 60,0 cm / 2 = 30,0 cm = 0,300 m v = ω · R = 78,5 · 0,300 = 23,6 m/s
2. ¿Cuál es la velocidad angular del minutero de un reloj?
Solución:
El minutero da una vuelta cada hora.
ω=1 vuelta 1h 2πrad 1 vuelta 1 h 3600s=1,75×10 −3rad/s Define radián.
Mira el libro de texto.
Un movimiento es circular uniforme si su trayectoria es una circunferencia y su velocidad es constante.
3. Sobre un cuerpo actúan tres fuerzas: una de intensi-dad 40 N hacia el norte, otra de 80 N hacia el nordes-te y una nordes-tercera de 80 N hacia el suresnordes-te. Encuentra GRÁFICAMENTE la fuerza resultante y calcula a su intensidad.
Solución:
Podemos representar las fuerzas en papel milimetrado, cada cm representa 20 N
Las fuerzas de 80 N dirigidas al sudeste y al nordeste son perpendiculares y su resultante puede calcularse por el teorema de Pitágoras:
R23=
√
80 2+802=113 N
Esta resultante es perpendicular a la fuerza de 40 N hacia el norte, por lo que la resultante también puede calcular-se por el teorema de Pitágoras:
R=
√
1132+402=120 NTambién se puede medir la resultante con una regla milimetrada y comprobar que mide 6 cm que correspon-den a 120 N
4. Enuncia la ley de Hooke. ¿Cuáles son los efectos de una fuerza?
Mira el libro de texto.
La resultante de dos fuerzas paralelas de sentidos contrarios es otra fuerza cuya intensidad es la diferencia de las intensidades, su dirección es la misma, su sentido es de la mayor de las fuerzas y su punto de aplica-ción se obtiene por la ecuación de la palanca: F · b = F' · b'
5. Se colgaron varios pesos de un muelle y se midió la longitud. Los datos están en la siguiente tabla: Masa
col-gada (g)
Posición del extremo del muelle (mm) 0 767 60 617 100 517 160 367 R23 F1 + F 2 + F3 F 1 F2 F3
Masa col-gada (g)
Posición del extremo del muelle (mm)
240 167
a) ¿Cuál es la constante de proporcionalidad de la ley de Hooke?
b) ¿Cuál sería la posición del extremo del muelle cuando se le cuelgue una pesa de 200 g? Datos: aceleración de la gravedad: 9,8 m/s2
Solución:
a) La constante de fuerza se calcula de la expresión: k= F
Δx
Completamos la tabla de datos para calcular las fuerzas (peso) con la expresión: F = P = m · g
y los alargamientos restando cada posición de la posición inicial. Masa colgada (g) Posición del extremo del muelle (mm) Masa colgada (kg) Peso (N) Alargamiento (mm) Alargamiento (m) Constante (N/m) m x m F Δx Δx k 0 767 0 0 0 0 60 617 0,060 0,59 150 0,150 3,9 100 517 0,100 0,98 250 0,250 3,9 160 367 0,160 1,6 400 0,400 3,9 240 167 0,240 2,4 600 0,600 3,9 k= F Δx= 0,060 kg·9,8 m/s2 0,150 m =3,9 N/m b) El alargamiento producido por una pesa de 200 g será:
Δx=F
k =
0,200 kg ·9,8 m/s2
3,9 N/m =0,50 m=500 mm y la posición del extremo del muelle será:
