Leyes de Newton y dinámica: conceptos, equilibrio y ejercicios resueltos

Resumen

Recopilación de ejercicios sobre dinámica y leyes de Newton, con preguntas sobre equilibrio de fuerzas, relación entre masa, fuerza y aceleración, pares de acción y reacción, peso en distintos cuerpos celestes y fuerza normal. Las respuestas aparecen como cifras o letras sin desarrollo, por lo que el alumno debe reconstruir los razonamientos para comprenderlos.

Puntos clave

Un cuerpo está en equilibrio cuando la fuerza resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es cero, y entonces permanece en reposo o en MRU.
La segunda ley de Newton relaciona la fuerza resultante con la masa y la aceleración: F = m·a.
Si la masa de un cuerpo se reduce a la mitad, con la misma fuerza su aceleración se duplica.
Las fuerzas de acción y reacción actúan sobre cuerpos distintos, tienen igual magnitud y sentido opuesto.
El peso de un cuerpo depende de la gravedad local, mientras que su masa permanece constante.
En una mesa horizontal, la fuerza normal tiene igual magnitud que el peso cuando no hay otras fuerzas verticales.

Ponte a prueba

Fundamentos de Dinámica y Leyes de Newton

Conceptos Básicos de Equilibrio y Fuerza

1. La cantidad física que cambia el estado de un cuerpo es la fuerza externa aplicada.
2. Un cuerpo se encuentra en estado de equilibrio cuando las fuerzas que actúan sobre él se anulan.
3. Si el cuerpo A tiene 9 veces más inercia que el cuerpo B, se debe a su masa.
4. Si la fuerza resultante de todas las fuerzas es cero, el cuerpo está en reposo o con MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme).
5. Gráfico de fuerzas: 8 N y 6 N.
6. Situación de equilibrio: 8 N horizontal (derecha e izquierda) y vertical (arriba y abajo).
7. Partículas: O y -O- (I y IV).
8. Un cohete interplanetario en el espacio sigue en MRU.

Leyes de Newton y Relaciones de Masa-Aceleración

9. Con respecto a la ley de Newton: la masa es inversamente proporcional y la fuerza directamente proporcional a la aceleración (C y D).
10. Una fuerza resultante de 1 N aplicada a una masa de 0.125 kg genera una aceleración de 8 m/s².
11. Si la fuerza resultante aumenta un 50%, la aceleración aumenta en un 50%.
12. Si la masa de un cuerpo se reduce un 50%, la aceleración aumenta en un 100%.
13. Si una fuerza acelera un cuerpo de masa M a 3 m/s², el resultado es 18.
14. Una caja que descansa en una superficie: 40 kg.
15. Un objeto de masa m con fuerzas P, Q y R (40 N, 20 N y 10 N): 2.5 m/s².
16. Un ascensor con una masa de 800 kg: 8800 N.

Fuerzas de Acción, Reacción y Gravitación

17. Respecto a las fuerzas de acción y reacción: actúan sobre cuerpos distintos (Solo II).
18. Si dos automóviles A y B chocan frontalmente, la fuerza de A sobre B es igual a la de B sobre A.
19. Pedro parado en el interior de un ascensor: la fuerza ejercida por el ascensor sobre Pedro.
20. Una niña sostiene un collar: la reacción es del collar sobre la Tierra.
21. Para mover un televisor de 12 kg: 4.8 N y 5 m.
22. Un cuerpo pesa 125 N: su masa es 12.5 kg.
23. Un cuerpo pesa 80 N en la Tierra: en la Luna pesa 12.8 N.
24. Si en la Luna un cuerpo pesa 9.6 N: su masa es 6 kg.
25. Un astronauta viaja: m y p/5.

Fuerza Normal y Dinámica Aplicada

26. Un cuerpo de masa "m" se desliza en una mesa horizontal: la fuerza es igual.
27. Un cuerpo en reposo sobre una mesa horizontal: la fuerza normal es igual en magnitud al peso del cuerpo.
28. La fuerza normal: 80 N.
29. Si A y B son objetos: relación 2:3.
30. Al aplicar una fuerza de 200 N: 3 m/s².
31. En el diagrama: a.
32. De acuerdo con la figura adjunta: 3 m/s².
33. Una fuerza horizontal de 40 N: 5 m/s².
34. Un cuerpo de 20 kg de masa: la fuerza fue constante e igual a 40 N.
35. La figura muestra un objeto m en un plano inclinado: 3.

Preguntas frecuentes

¿Qué dice la segunda ley de Newton?

La aceleración que adquiere un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza resultante que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa, según la relación F = m·a.

¿Cuándo un cuerpo está en equilibrio?

Un cuerpo está en equilibrio cuando la suma de todas las fuerzas que actúan sobre él es cero. En ese caso se encuentra en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme.