Equilibrio de fuerzas

Jorge empuja una caja hacia la derecha con $3\ \text{N}$ y Elena la empuja también hacia la derecha con $4\ \text{N}$, como se muestra en la figura.

1. a) Calcula la fuerza neta sobre la caja.
2. b) ¿Hacia dónde se moverá la caja?

Dos niños empujan un tren de juguete. Si ambos empujan en el mismo sentido, uno con $2\ \text{N}$ y otro con $5\ \text{N}$, ¿cuánto vale la fuerza neta? ¿Y si el segundo niño empuja en sentido contrario con sus $5\ \text{N}$?

Sobre una caja actúan tres fuerzas en la misma dirección: $2\ \text{N}$ y $3\ \text{N}$ hacia la derecha, y $5\ \text{N}$ hacia la izquierda.

1. a) Calcula la fuerza neta sobre la caja.
2. b) ¿Se moverá la caja? Justifícalo.

Completa la frase: «Decimos que un cuerpo está en equilibrio cuando todas las fuerzas que actúan sobre él se $\dots$ entre sí, de modo que la fuerza neta es $\dots$».

Una lámpara cuelga del techo sin moverse, como se muestra en la figura.

1. a) Nombra las dos fuerzas que actúan sobre ella e indica hacia dónde apunta cada una.
2. b) ¿Está la lámpara en equilibrio? Justifícalo.

Un dron se mantiene quieto en el aire, sin subir ni bajar. Su peso es de $50\ \text{N}$, como se muestra en la figura.

1. a) ¿Cuánto vale la fuerza hacia arriba que hacen sus hélices?
2. b) Para empezar a subir, ¿debe ser esa fuerza mayor, menor o igual que el peso? Justifícalo.

Lee esta afirmación: «Si la fuerza neta sobre un cuerpo es cero, es que no actúa ninguna fuerza sobre él».

1. a) Piensa en una mochila colgada de una percha y explica por qué la afirmación es falsa.
2. b) Escribe la afirmación corregida.
3. c) Pon otro ejemplo cotidiano de un cuerpo en equilibrio sobre el que actúen al menos dos fuerzas.

Dos niños empujan una mesa en sentidos contrarios: uno hace $10\ \text{N}$ hacia la derecha y el otro, $6\ \text{N}$ hacia la izquierda, como se muestra en la figura.

1. a) ¿Cuánto vale la fuerza neta sobre la mesa?
2. b) ¿Hacia qué lado se mueve la mesa?

Bruno y Claudia empujan una caja en el mismo sentido, con $15\ \text{N}$ y $20\ \text{N}$, mientras el rozamiento con el suelo vale $30\ \text{N}$ en sentido contrario.

1. a) Calcula la fuerza neta sobre la caja.
2. b) ¿Se mueve la caja? Justifícalo.

Un cajón es empujado hacia la derecha con $8\ \text{N}$.

1. a) ¿Qué fuerza habría que añadir para que el cajón quedara en equilibrio?
2. b) ¿Y si además de los $8\ \text{N}$ hubiera otros $2\ \text{N}$ empujando en el mismo sentido?

Empujas un armario hacia la derecha con $12\ \text{N}$ y no se mueve.

1. a) ¿Cuánto vale la fuerza neta sobre el armario?
2. b) ¿Cuánto vale la fuerza de rozamiento y hacia dónde apunta?
3. c) Si empujas con $30\ \text{N}$ y sigue sin moverse, ¿cuánto vale ahora el rozamiento? Explica qué tiene de particular el rozamiento según estos resultados.

Una maceta con flores pesa $20\ \text{N}$ y cuelga quieta de un gancho.

1. a) ¿Qué fuerza hace el gancho sobre la maceta?
2. b) Si la misma maceta colgara de dos ganchos que repartieran el peso por igual, ¿qué fuerza haría cada gancho?

Un columpio cuelga de dos cadenas iguales. El columpio pesa $40\ \text{N}$ y Adrián, sentado y quieto, pesa $360\ \text{N}$, como se muestra en la figura.

1. a) ¿Qué fuerza total hacen las cadenas hacia arriba?
2. b) Si el esfuerzo se reparte por igual, ¿qué fuerza soporta cada cadena?

Una tienda quiere colgar del techo una lámpara que pesa $120\ \text{N}$. Dispone de cables que aguantan como máximo $50\ \text{N}$ cada uno.

1. a) Si colgara la lámpara de un solo cable, ¿aguantaría? Justifícalo.
2. b) ¿Y con dos cables que reparten el peso por igual? Justifícalo con el cálculo.
3. c) ¿Cuántos cables hace falta poner como mínimo?

Una grúa mantiene colgada y quieta una viga que pesa $800\ \text{N}$, como se muestra en la figura.

1. a) ¿Qué fuerza hace el cable de la grúa sobre la viga?
2. b) Para empezar a bajar la viga despacio, ¿debe el cable tirar con una fuerza mayor o menor que el peso? Razona la respuesta.
3. c) Si al bajar el cable tira con $750\ \text{N}$, ¿cuánto vale la fuerza neta sobre la viga y hacia dónde apunta?

En la final de tira y afloja participan tres alumnos por equipo. El equipo rojo tira hacia la izquierda con fuerzas de $150\ \text{N}$, $140\ \text{N}$ y $160\ \text{N}$; el equipo azul, hacia la derecha con $145\ \text{N}$, $155\ \text{N}$ y $140\ \text{N}$.

1. a) Calcula la fuerza total de cada equipo.
2. b) ¿Cuánto vale la fuerza neta y hacia dónde apunta?
3. c) ¿Qué fuerza adicional necesita el equipo que va perdiendo para equilibrar la cuerda?

En una mesa de air-hockey, un disco situado sobre la línea que une las dos porterías (en extremos opuestos de la mesa) recibe dos empujones a la vez: $6\ \text{N}$ hacia la portería A y $10\ \text{N}$ hacia la portería B.

1. a) Calcula la fuerza neta sobre el disco.
2. b) ¿Qué tercera fuerza, en valor y sentido, habría que aplicar para que el disco quedara en equilibrio?
3. c) Si el disco estaba quieto y aplicamos esa tercera fuerza, ¿se moverá?