Ejercicios: Aplicaciones cotidianas: peso, normal, rozamiento y seguridad vial

Una lámpara está quieta sobre la mesa de noche y no cae al suelo, como se muestra en la figura.

La Tierra tira de ella hacia abajo con su peso: ¿qué otra fuerza actúa sobre la lámpara, quién la ejerce y en qué dirección y sentido?

Nombra dos situaciones cotidianas en las que la fricción nos ayuda (sin ella no podríamos hacer algo) y explica cada una brevemente.

Nombra dos situaciones cotidianas en las que la fricción estorba (gasta energía, desgasta piezas o calienta) y explica cómo se suele reducir en cada caso.

Explica por qué es tan fácil resbalar al caminar sobre una acera helada. ¿Qué tiene que ver la fricción? ¿Por qué se echa sal o arena sobre el hielo?

Explica para qué sirve el casco de la bicicleta pensando en lo que le pasaría a tu cabeza en una caída, con y sin casco. ¿Qué ventaja tiene que el golpe dure un poquito más?

Las llantas de los carros llevan un dibujo en la banda de rodamiento y hay que cambiarlas cuando están «lisas». Explica para qué sirve ese dibujo y qué peligro tiene circular con llantas lisas, sobre todo con la calle mojada.

Sostienes en la mano abierta, sin que se mueva, una bolsa con $2\ \text{kg}$ de naranjas, como se muestra en la figura. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$.

1. a) ¿Cuánto pesa la bolsa?
2. b) ¿Con qué fuerza empuja tu mano hacia arriba? Justifícalo pensando en que la bolsa no acelera.

Completa la frase y pon un ejemplo de la vida cotidiana: «La fuerza de rozamiento entre dos superficies en contacto siempre se opone al $\dots$ relativo entre ellas, o a la tendencia a $\dots$».

Para arrastrar el sofá por la sala hay que empujar fuerte al principio, pero una vez que se mueve se desliza con menos esfuerzo.

1. a) Explica qué diferencia hay entre el rozamiento en reposo y el rozamiento en movimiento.
2. b) ¿Qué pasaría con la fuerza necesaria si antes quitaras los cojines y vaciaras las gavetas? Razona la respuesta.

Frenar en bicicleta sobre una placa de hielo es muy peligroso.

1. a) Explica qué les pasa a la rueda y al rozamiento si frenas fuerte sobre hielo.
2. b) Predice por qué es mejor frenar suavemente y usar sobre todo el freno trasero en esa situación.

Ordena estas situaciones de menor a mayor distancia de frenado y justifica el orden pensando en la velocidad y en el rozamiento disponible:

1. a) Un carro a $50\ \text{km/h}$ con la calzada seca.
2. b) El mismo carro a $50\ \text{km/h}$ con la calzada mojada.
3. c) El mismo carro a $100\ \text{km/h}$ con la calzada seca.

Arrastrar una cómoda pesada por la alfombra cuesta mucho más que por un piso de mármol pulido.

1. a) Explica por qué, hablando de la fricción entre las superficies en contacto.
2. b) Nombra una situación en la que interese que la fricción sea grande y otra en la que interese que sea pequeña.

Los esquiadores enceran la base de los esquís antes de una competencia.

1. a) ¿Qué consiguen con ello? Relaciónalo con la fricción.
2. b) Da otro ejemplo de deporte o de máquina en el que se use cera, aceite u otro lubricante, y explica su función.

El casco de moto lleva por dentro una capa gruesa de espuma que se deforma al recibir un golpe.

1. a) Explica qué ventaja tiene que la espuma se deforme en lugar de ser totalmente rígida.
2. b) ¿Por qué se recomienda cambiar el casco después de un golpe fuerte aunque por fuera parezca intacto?

Hay que empujar un carro descompuesto para sacarlo de la calle. Cuesta muchísimo ponerlo en marcha, pero una vez que rueda se mantiene en movimiento con un empuje suave.

1. a) Explica el primer tramo con la inercia y con la fricción en reposo.
2. b) Explica el segundo tramo con la fricción en movimiento y la primera ley.
3. c) Si sobre asfalto plano dejaran de empujar, ¿se pararía el carro al instante? Razona la respuesta.

Los tramos con gravilla suelta son especialmente peligrosos en las curvas.

1. a) Explica, con la primera ley, qué tiende a hacer un carro al llegar a una curva.
2. b) ¿Qué fuerza es la que realmente consigue que el carro gire? ¿Qué pasa si esa fuerza es pequeña porque hay gravilla suelta?
3. c) Relaciona lo anterior con las señales de «gravilla suelta» y con la recomendación de reducir la velocidad antes de la curva, no durante.