DINÁMICAEstudia causas del
movimiento que se rige por
LEYES DE NEWTON
Inercia Acción y ReacciónFundamental de la dinámica
tipos
El peso
La tensión
La normal
Puedenproducir
Aceleración
tienen
Módulo
Sentido
Dirección
Fuerza
COLEGIO ADVENTISTA DE LA SERENADEPTO. DE MATEMÁTICAS Y FÍSICA DOCENTE: HERNÁN ALEXIS AROS NÚÑEZ
Aprendizajes esperados
• Comprender el concepto de fuerza de roce.
• Aplicar los conceptos de roce estático y roce cinético.
• Comprender el concepto de fuerza elástica.
Pregunta oficial PSU
Un bloque que pesa 20 N se empuja sobre la cubierta horizontal de una mesa con una fuerza de 18 N. El coeficiente de roce cinético entre el bloque y la cubierta es 0,4.¿Cuál es la aceleración del bloque? (Considere la aceleración de gravedad igual a 10 )
A) 0,5
B) 1,0
C) 5,0
D) 9,0
E) 10,0
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2010
ms2
ms2
ms2
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ms2
ms2
1. Fuerza de roce
2. Roce estático
3. Roce cinético
4. Fuerza elástica
1. Fuerza de roce
• Se opone al movimiento entre superficies en contacto.• Es proporcional a la fuerza normal que ejerce el plano sobre el cuerpo.• Depende del material de las superficies en contacto.
1.1 Características
1. Fuerza de roce
Aplicada a nuestra vida cotidiana:
roceF
F
P
N
1. Fuerza de roce
Nμfroce
DCL de la fuerza de roce:
Para calcular la fuerza de roce:
malFuerza norN
e de roceCoeficientμ
:
:
:Donde
Las unidades utilizadas para la fuerza de roce: dinaDinaSGC
NNewtonIS
:...
:..
Ejercicios
5. En general, la fuerza de roce puede expresarse como froce= µ·N, donde µ es el coeficiente de roce y N es la fuerza normal.
Se puede afirmar que el coeficiente de roce
I) es un número adimensional. II) es independiente de la fuerza de roce y la normal.III) depende del tipo de superficies en contacto.
Es(son) correcta(s)
A) sólo I. B) sólo II.C) sólo III.D) sólo I y II.E) I, II y III.
Ejercicio 5 guía Dinámica II: Fuerza de roce EConocimiento
1. Fuerza de roce
• ESTÁTICOActúa cuando el cuerpo está en reposo.
• CINÉTICOActúa cuando existe un movimiento relativo entre las superficies en contacto.
1.2 Tipos
2. Roce estático
Nμf SS
Su DCL es N
P
roceF
F
Ejemplo: Cuerpo en reposo
F
• Es una fuerza de reacción.• Es una fuerza variable.• Posee un valor máximo, que se calcula como:
2.1 Características
2. Roce estático
La fuerza de roce estático tiene un valor máximo (límite) cuando el cuerpo está a punto de moverse.
Ejercicios
10. Un bloque de 100 [kg] de masa es empujado con una fuerza horizontal de 80[N] paralela a la superficie. Si el bloque está en reposo y el coeficiente de roce estático entre el bloque y la superficie es 0,12, el módulo de la fuerza de roce es
A) 0 [N]B) 40 [N]C) 60 [N]D) 80 [N]E) 120 [N]
Ejercicio 10 guía Dinámica II: Fuerza de roce
DAplicación
1F
KF
Nμf KK Ejemplo: Cuerpo en movimiento
12 FF
3.1 Características
• No es una fuerza de reacción.• Es una fuerza constante.• Posee un valor único, que se calcula como:
.cteFK
.cteFK
La fuerza de roce cinético es siempre menor que la fuerza de roce estático máxima.
3. Roce cinético
Ejercicios
9. Sobre un plano horizontal se empuja un cuerpo de 10 [N] de peso con una fuerza constante, paralela al plano, cuyo valor es 4 [N]. Si el cuerpo mantiene una velocidad constante de 5 .¿Cuál es el coeficiente de roce entre el plano y el cuerpo?
A) 0,20B) 0,25C) 0,30D) 0,40E) 0,50
Ejercicio 9 guía Dinámica II: Fuerza de roce
DAplicación
s
m
4. Fuerza elástica
• Es la fuerza de reacción que actúa para devolver un resorte o elástico a su longitud natural.
• Los resortes o elásticos ejercen fuerzas que empujan en contra del desplazamiento, respecto de su posición de equilibrio.
eF
P
4.1 Características
Los cuerpos elásticos se deforman ante la acción de una fuerza, volviendo a su forma original una vez que dicha fuerza deja de actuar.
4. Fuerza elástica
La fuerza elástica está asociada a la constante de elasticidad del cuerpo y a la deformación producida.
Δx (deformación)
F (Módulo de la fuerza)
Gráficamente:
Ley de Hooke
eF
P
x
xkFe
4.2 Ley de Hooke
El signo “-” indica que la fuerza elástica se opone a la deformación.
Ejemplo
xΔkF
gmPF
e
D
eF
P
x
Para calcular la constante k:
Δx
gmk
gmΔxk
FF De
Sea FD la fuerza deformadora y Fe la fuerza elástica.
La constante k tiene unidades en S.I.
m
N
Ejercicios
8. Si un resorte se estira 10 [cm] cuando se cuelga de él un cuerpo de 500 [g], entonces su constante de rigidez es
A) 5
B) 10
C) 15
D) 25
E) 50
Ejercicio 8 guía Dinámica II: Fuerza de roce
m
N
m
N
m
N
m
N
m
N
EAplicación
Un bloque que pesa 20 N se empuja sobre la cubierta horizontal de una mesa con una fuerza de 18 N. El coeficiente de roce cinético entre el bloque y la cubierta es 0,4.¿Cuál es la aceleración del bloque? (Considere la aceleración de gravedad igual a 10 )
A) 0,5
B) 1,0
C) 5,0
D) 9,0
E) 10,0
ms2
ms2
ms2
ms2
ms2
ms2
Pregunta oficial PSU
CAplicación
En PSU debes considerar la fuerza de roce sólo cuando se haga explícito en el problema.
Síntesis de la clase
Asociada a resortes y elásticos
xkFe
tipos
Fuerza de roce Fuerza elástica
tienen
Módulo
Sentido
Dirección
AceleraciónPuedenproducirFUERZA
Estático Cinético
Nss f
Valor máximo
NKK f
Valor único
Asociada a superficies en contacto
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