7.26¿Cuáles son la aceleración del
sistema y la tensión en la cuerda de unión para la distribución que presenta la
figura 7.14 las superficies no tienen fricción.
7.24 Suponga una fricción cero en el sistema
que muestra la figura 7.12 ¿Cuál es la aceleración del sistema? ¿Cuál es la tensión
T en la cuerda de unión?.
27. ¿Por qué no es posible bucear como el submarinista del dibujo, aspirando el aire por un tubo unido a un flotador? ¿Por qué incluso es muy peligroso intentarlo?
RESPUESTA: Por la diferencia de presión :La presión externa que ejerce el agua sobre el pecho, es mucho mayor que la presión interna en los pulmones, por
lo cual los pulmones no pueden expandirse para inhalar. Esto podría afectar al
corazón y otros órganos.
26. Lewis Carrol, autor de Alicia en el País de las Maravillas y aficionado a todo tipo de rompecabezas popularizó el siguiente:
En la figura peso y mono se encuentran equilibrados.
¿Qué le sucederá al peso, cuando el mono suba por la cuerda?
a) subirá
b) bajará
c) no se moverá.
RESPUESTA:Subira el peso debido a que
cuando el mono intente subir por la cuerda, la fuerza de tensión de la cuerdaaumentará porque ahora soporta el peso del mono
más el esfuerzo paraacelerarse
hacia arriba que realiza el mono, ocasionando que se eleve el peso.
25. Pesamos una botella que tiene una mosca en su interior. ¿Hay alguna diferencia en el peso si la mosca está volando o si está posada en la parte inferior?
RESPUESTA: No tiene diferencia
porqueSi la mosca se encuentra en el fondo de la
botella el peso detectado por la balanza será igual al de la botella mas el de
la mosca y por el principio de acción y reacción, cuando la mosca
estuviese en vuelo la fuerza ejercida por sus alas equilibraría su peso.
24. Te encuentras
en la estación orbital Beta-5 y unos mercaderes Veganos , que tienen mucha
prisa, pretenden venderte unas esferas de oro a un precio de ganga. Sospechas
que están huecas ¿Cómo podrías comprobarlo rápidamente? A los mercaderes les
parecería muy mal que las agujerearas o deformaras.(Beta-5 no gira sobre si misma
y por estar en caída libre en ella no funcionan las balanzas ni las básculas y
no tienes otros instrumentos).
RESPUESTA: Se aplica la ley de Inercia. La esfera de oro que no estaría hueca tendria una inercia mucho mayor que la esfera
hueca. Si las lanzamos se presenciara una resistencia mucho
mayor, a cambiar su estado de movimiento, en la esfera maciza que en la hueca.
Si aplicamos una fuerza similar a ambas, la esfera hueca aumentaría su
velocidad mucho más deprisa que la maciza. Ya que si estuviese en
la Tierra lo comprobaríamos mediante la masa de la esfera.
23. En una báscula hay un vaso con agua. Si introducimos en el agua una bola colgada de un hilo sin que llegue a tocar el fondo del vaso. ¿Cambiará la lectura de la báscula?
RESPUESTA: Segun el principio de arquimidez la bola al estar sumergida en el agua recibira una fuerza vertical igual al volumen del agua desalojada. Por tanto la bola al experimentar este empuje del agua, esta ejercera otra fuerza de reaccion sobre el agua pero en sentido contrario (hacia abajo)
22. Una persona sujeta una caja mediante una cuerda, en las posiciones del plano inclinado que se representan en la figura. ¿En qué posición de las dos dibujadas habrá que ejercer una fuerza mayor para sostenerla?
RESPUESTA: En ambas posiciones
van a actuar tanto la normal, la fuerza gravitatoria y la fuerza que ejerce el
hombre en la caja, presentan el mismo angulo de
inclinación y la caja es la misma asi que se ejercerá la misma fuerza.
21. la figura adjunta representa esquemáticamente (no a escala) un péndulo que cuelga del “techo” de una nave espacial que gira con movimiento circular uniforme alrededor de la Tierra. En estas condiciones podemos afirmar que el período de oscilación de dicho péndulo:
a) Sería mayor que el que tendría en la superficie terrestre.
b) Sería igual al que tendría en la superficie terrestre.
c) Sería menor que el que tendría en la superficie terrestre.
d) Otra respuesta (especificar).
R: El período
debería ser mayor, argumentando que el valor de la gravedad sería más pequeña
que en la superficie terrestre al encontrarse esta nave mas lejos de ella.
20. La figura adjunta representa (no a escala) el planeta Tierra, rodeado por al atmósfera. Señalar verdadero o falso, a continuación de cada una de las afirmaciones siguientes:
a) La gravedad terrestre en B sería menor que en A.
(verdadero)
b) la gravedad terrestre en C sería cero. (falso)
a)La gravedad
también depende de la distancia entre dos cuerpos, lo cual es la razón por la
que la gravedad de la tierra afecta a los seres humanos más que los cuerpos con
mucha masa, tales como el sol o Júpiter. La gravedad se ejerce entre dos cuerpos
con masa (en la Tierra, la gravedad de la Tierra es la más fuerte y
significativa para los seres humanos). Esto se debe a la reducida distancia
entre un individuo y la Tierra y es la razón por la cual todos los cuerpos en
la Tierra no son arrastrados hacia el cercano y más masivo sol. Debido a que la gravedad depende de la
distancia, la fuerza de gravedad también depende de la altitud. Al tope de
una montaña, una persona experimentará menos gravedad que alguien debajo del
nivel del mar; aunque para los propósitos de las habilidades sensoriales
humanas, la diferencia será indetectable.
b)No existe lugar
en el universo donde no haya gravedad. Lo que pasa es que su magnitud depende en forma inversa a
la distancia que te separa del cuerpo que la genera, por lo tanto cuando la
distancia es muy grande la fuerza o atracción gravitatoria es prácticamente
despreciable.
19. Un paquete se encuentra descansando sobre el suelo de un vagón de tren que se está moviendo hacia la derecha. Imagínate que te encuentras parado en el andén pero que puedes ver lo que ocurre dentro del vagón.
Dibuja las fuerzas que en tu opinión estarían actuando sobre el paquete en cada caso, indicando a qué se debe cada una de ellas, teniendo en cuenta que en ninguna de las situaciones descritas el paquete se desplaza de su sitio sobre el suelo del vagón.
a)A velocidad constante la caja no se mueve y
las fuerzas que actúan son la fuerza
gravitatoria y la normal. Fuerza resultante nula.
b)La velocidad disminuye la caja se mueve hacia
la derecha y tiene la fuerza gravitatoria, la normal y la fuerza de rozamiento
contraria al movimiento. Fuerza resultante la Fuerza de rozamiento hacia la
izquierda.
c)La velocidad aumenta la caja se mueve hacia
la izquierda y las fuerzas que actuan son la fuerza gravitatoria, la normal y
la fuerza de rozamiento. Fuerza resultante la Fuerza de rozamiento hacia la derecha.
18. Un péndulo se encuentra suspendido en el techo de un vagón de tren. Imagínate que ten encuentra parado/a en el andén, pero que pueden ver lo que ocurre dentro del vagón. Dibuja la posición correcta del péndulo en los distintos casos, así como las fuerzas que actúan sobre la bola del mismo.
Respuestas:
a)A velocidad
constante el péndulo estará recto no se moverá y las fuerzas que actúan sobre
la bola del péndulo son la fuerza gravitatoria, y la tensión de la cuerda.La
fuerza resultante es cero.
b)Al ir disminuyendo
el péndulo se empezara a mover para pero
al estar en el anden nosotros lo veremos moverse hacia nuestra derecha actuando
la fuerza gravitatoria y la tensión de la cuerda en x negativa y y positiva. La
fuerza resultante estará por encima de la horizontal hacia la izquierda.
c)Al ir aumentando el
péndulo se moverá para atrás es decir a nuestra izquierda actuando la fuerza
gravitatoria y la tensión de la cuerda x y y positiva. La fuerza resultante estará
por encima de la horizontal hacia la derecha.
Todo esto se debe a la ley de la inercia , es decir la primera ley de
Newton : Todo cuerpo permanecerá en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme
a no ser que una fuerza actue sobre el. Cuando el tren acelera
o disminuye el pendulo siente una fuerza que lo empuja a seguir la dirección
del movimiento inicial, esto se debe a que la inercia que llevaban era en esa
dirección.
17. Dos masas exactamente iguales, se cuelgan de los extremos de una polea (ver figura). El sistema se deja en libertad desde la situación inicial. ¿Cuál de las tres opciones: A, B ó C, adoptarían las masas tras soltarse?
16. Un satélite gira alrededor de la Tierra con movimiento circular y uniforme, con lo que sobre él actuarán las siguientes fuerzas reales (señalara la respuesta correcta):
15. Se lanza una bola hacia la derecha por una superficie horizontal. Considerando nulo el rozamiento, señala cual de los siguientes esquemas representa correctamente las fuerzas que actúan sobre la bola poco después de haber sido lanzada:
LA PRIMERA OPCION ES LA CORRECCIÓN, FUERZA DE LANZAMIENTO, FUERZA GRAVITATORIA, Y NORMAL.
14. Dibujar las fuerzas reales y su resultante que en cada una de las siguientes situaciones actúan sobre la bola. (La flecha indica en cada caso el sentido de movimiento en el instante representado. El rozamiento se considera nulo).
13. En las figuras
siguientes se muestran cuatro situaciones diferentes en las que se encuentra la
bolita de un péndulo. Dibujar las fuerzas que actúan sobre la misma y su
resultante.
12. una nave espacial
se mueve en el espacio intergaláctico (lejos de cualquier interacción), desde
un punto a A otro B, con los motores apagados. En el punto B, el piloto conecta
los motores durante unos pocos segundos y los desconecta en el punto C, tal y
como se indica en la figura. Dibuja la posible trayectoria de la nave entre el
punto B y el C, y también la que sigue después del punto C.
LA TRAYECTORIA SERIA UN POCO ARQUEADA HACIA LA DERECHA
Y AL APAGARASE EN EL PUNTO C BAJARIA HACIA LA DERECHA.
11. La figura A se
representa una balanza en la que el platillo de la derecha hay un recipiente
con agua y a su lado una bola de madera. La balanza está en equilibrio debido a
las pesas que se han colocado en el platillo de la izquierda. Se coge la bola
y, con cuidado de no derramar nada de agua, se introduce en el recipiente,
enganchándola al fondo como se muestra en la figura B. ¿Qué ocurre entonces a
la aguja de la balanza? (señala la respuesta que te parezca correcta.)
10. Una piedra de 400
kg descansa sobre un suelo horizontal y perfectamente liso sin rozamiento. la
fuerza mínima necesaria para conseguir empezar a moverla deberá ser: