Aplicaciones cotidianas: peso, normal, rozamiento y seguridad vial

Una lámpara está quieta sobre la mesita 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?

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.

Una lavadora de $60\ \text{kg}$ está quieta sobre el suelo de la cocina. Toma $g \approx 10\ \text{m/s}^2$.

1. a) Calcula su peso.
2. b) ¿Cuánto vale la fuerza normal que el suelo ejerce sobre ella? Justifícalo.
3. c) Peso y normal son fuerzas iguales y de sentido contrario, pero NO forman un par acción-reacción: explica por qué (pista: fíjate en sobre qué cuerpo actúa cada una).

Nombra dos situaciones cotidianas en las que el rozamiento nos ayuda (sin él no podríamos hacer algo) y explica cada una brevemente.

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

Para arrastrar el sofá por el salón hay que empujar fuerte al principio, pero una vez que se mueve 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 los cajones? Razona la respuesta.

Los neumáticos de los coches llevan un dibujo en la banda de rodadura y hay que cambiarlos cuando están «lisos». Explica para qué sirve ese dibujo y qué peligro tiene circular con ruedas lisas, sobre todo con la calzada mojada.

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

Dos coches idénticos (misma masa) circulan uno a $50\ \text{km/h}$ y otro a $100\ \text{km/h}$, y ambos frenan a la vez con la misma fuerza de frenado.

1. a) Usando la segunda ley, explica por qué los dos desaceleran por igual.
2. b) Razona cuál de los dos necesitará más tiempo para pararse y, por tanto, más metros.
3. c) Con esta idea, explica por qué en ciudad el límite es de $30\ \text{km/h}$ o de $50\ \text{km/h}$ y no de $120\ \text{km/h}$.

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?

En un choque, la cabeza del conductor tiende a seguir moviéndose hacia delante (primera ley). El airbag se infla en una fracción de segundo para frenarla.

1. a) ¿Por qué es menos dañino frenar la cabeza con el airbag que contra el volante?
2. b) Relaciona tu respuesta con la segunda ley: ¿qué le pasa a la fuerza si la frenada se reparte en más tiempo?

Analiza un choque frontal a $50\ \text{km/h}$ con las leyes de Newton:

1. a) Explica, con la primera ley, qué hace el cuerpo de un pasajero sin cinturón en el momento del impacto.
2. b) Explica qué dos cosas hace el cinturón para protegerlo: sujetarlo y repartir la fuerza por zonas resistentes del cuerpo.
3. c) El airbag alarga el tiempo que dura la frenada de la cabeza: usando la segunda ley, razona por qué eso reduce la fuerza que sufre la cabeza.