Ejercicios: La fuerza: efectos, medición y representación gráfica

Josué patea una pelota de béisbol que estaba en reposo sobre el suelo del patio del colegio y la pelota sale rodando. Indica qué efecto produjo la fuerza de la patada sobre la pelota: ¿cambió su estado de movimiento o su forma? Explica en una o dos frases.

Ana Lucía quiere medir la fuerza con que jala un resorte usando un dinamómetro. Escribe qué magnitud física mide este instrumento, en qué unidad del Sistema Internacional se expresa y qué principio del resorte usa para funcionar.

Un vector que representa una fuerza tiene cuatro elementos característicos. Nombra los cuatro y explica brevemente qué indica cada uno cuando dibujas una fuerza de $20\ \text{N}$ que empuja una caja hacia la derecha.

Kevin cuelga un saco de frijoles de un dinamómetro y la aguja marca $150\ \text{N}$. Luego Dayana tira horizontalmente de una carretilla con otro dinamómetro y este marca $60\ \text{N}$.

1. a) Explica por qué, para medir la fuerza horizontal, el dinamómetro debe sostenerse en la misma dirección en que se aplica la fuerza.
2. b) Si usas la escala $1\ \text{cm} = 30\ \text{N}$, calcula la longitud de la flecha que representa cada una de las dos fuerzas.

Una tabla muestra tres situaciones con una fuerza aplicada:

Clasifica cada situación según el efecto de la fuerza (cambio en el movimiento, deformación elástica o deformación plástica) y justifica cada respuesta.

Scarleth empuja una mesa con una fuerza de $90\ \text{N}$ hacia el este, y Bryan, al otro lado, empuja la misma mesa con una fuerza de $40\ \text{N}$ hacia el oeste.

1. a) Dibuja en tu cuaderno ambos vectores con la escala $1\ \text{cm} = 20\ \text{N}$ e indica la longitud de cada flecha.
2. b) Determina la magnitud y el sentido de la fuerza resultante y explica hacia dónde tiende a moverse la mesa.

Un dinamómetro de resorte se calibró en el laboratorio del instituto: al colgarle una masa que pesa $2\ \text{N}$ el resorte se alarga $4\ \text{cm}$, y al colgarle otra que pesa $5\ \text{N}$ se alarga $10\ \text{cm}$.

1. a) Verifica si el alargamiento es proporcional a la fuerza y calcula cuánto se alargaría con $8\ \text{N}$.
2. b) Explica por qué esta proporcionalidad permite graduar la escala del dinamómetro con divisiones iguales, y qué podría pasar si se cuelga una fuerza muy superior a la que el instrumento resiste.

Dos estudiantes, Valeria y Carlos, jalan una lancha varada en la orilla del lago Cocibolca con dos cuerdas. Valeria jala con $120\ \text{N}$ hacia el norte y Carlos con $160\ \text{N}$ hacia el este.

1. a) Representa ambas fuerzas con la escala $1\ \text{cm} = 40\ \text{N}$ y dibuja la fuerza resultante usando el método del paralelogramo o del triángulo.
2. b) Calcula la magnitud de la resultante y explica por qué no es igual a la suma $120 + 160$.
3. c) Indica en qué condiciones sí se podrían sumar directamente las magnitudes de las dos fuerzas.