Volver a la portadaFísica y Química · 4º ESO A · Cambiar asignaturaEmpezar gratis
ESO 4ºA · Física y Química
La interacción · Dinámica

El principio fundamental de la dinámica

Un camión vacío y el mismo camión cargado hasta arriba arrancan con el motor dando la misma fuerza. El vacío sale disparado; el cargado tarda mucho más en coger velocidad. La ley que explica esto es la misma que permite calcular la aceleración de un cohete o de un carrito de la compra: el principio fundamental de la dinámica.

F = m · a: el principio fundamental

m F neta a F = m · a
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Calcula la fuerza neta necesaria para que un carrito de juguete de $2\ \text{kg}$ acelere a $3\ \text{m/s}^2$.

Calcula la fuerza neta necesaria para que un carrito de juguete de $2\ \text{kg}$ acelere a $3\ \text{m/s}^2$.

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Una fuerza neta de $20\ \text{N}$ actúa sobre una caja de $5\ \text{kg}$. ¿Qué aceleración adquiere la caja?

Una fuerza neta de $20\ \text{N}$ actúa sobre una caja de $5\ \text{kg}$. ¿Qué aceleración adquiere la caja?

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El newton: la unidad de fuerza

1 kg 1 N 1 m/s²
Practica★☆☆Sin empezar
Un patinete con su motorista acelera a $2\ \text{m/s}^2$ cuando sobre el conjunto actúa una fuerza neta de $100\ \text{N}$. Calcula la masa del conjunto.

Un patinete con su motorista acelera a $2\ \text{m/s}^2$ cuando sobre el conjunto actúa una fuerza neta de $100\ \text{N}$. Calcula la masa del conjunto.

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Practica★☆☆Sin empezar
Una misma fuerza de $50\ \text{N}$ se aplica primero a una pelota de $0,5\ \text{kg}$ y después a un balón medicinal de $5\ \text{kg}$, como se muestra en la figura.…

Una misma fuerza de $50\ \text{N}$ se aplica primero a una pelota de $0,5\ \text{kg}$ y después a un balón medicinal de $5\ \text{kg}$, como se muestra en la figura.

0,5 kg F = 50 N a = ? 5 kg F = 50 N a = ?

Calcula la aceleración de cada uno y explica cuál acelera más y por qué.

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La fuerza neta: hay que sumar todas las fuerzas

Casi ningún cuerpo recibe una sola fuerza. Para aplicar $F = m \cdot a$ hace falta antes calcular la fuerza neta: el resultado de sumar, como vectores, todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo (empuje, rozamiento, tensión...).

Practica★★☆Sin empezar
Una persona empuja una caja de herramientas de $8\ \text{kg}$ con una fuerza de $60\ \text{N}$, y el rozamiento con el suelo vale $20\ \text{N}$. a) Calcula la fuerza…

Una persona empuja una caja de herramientas de $8\ \text{kg}$ con una fuerza de $60\ \text{N}$, y el rozamiento con el suelo vale $20\ \text{N}$.

  1. a) Calcula la fuerza neta sobre la caja.
  2. b) Calcula su aceleración.
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Practica★★☆Sin empezar
Un coche de $1000\ \text{kg}$ frena con una fuerza neta de $5000\ \text{N}$, como se muestra en la figura. a) Calcula su aceleración e interpreta el signo del resultado.…

Un coche de $1000\ \text{kg}$ frena con una fuerza neta de $5000\ \text{N}$, como se muestra en la figura.

1000 kg v = 20 m/s F neta = 5000 N a = ?
  1. a) Calcula su aceleración e interpreta el signo del resultado.
  2. b) Si circulaba a $20\ \text{m/s}$, calcula cuánto tarda en detenerse (usa $v = a \cdot t$).
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Practica★★★Sin empezar
Para arrastrar un trineo de $30\ \text{kg}$ por la nieve se tira de él con una fuerza de $90\ \text{N}$ y el rozamiento vale $30\ \text{N}$. Un alumno calcula la…

Para arrastrar un trineo de $30\ \text{kg}$ por la nieve se tira de él con una fuerza de $90\ \text{N}$ y el rozamiento vale $30\ \text{N}$. Un alumno calcula la aceleración así: $a = 90 / 30 = 3\ \text{m/s}^2$.

  1. a) Detecta el error que ha cometido.
  2. b) Calcula la aceleración correcta del trineo.
  3. c) Calcula la fuerza total con la que habría que tirar para que la aceleración fuera realmente de $3\ \text{m/s}^2$.
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Masa y aceleración: una relación inversa

4000 kg mucha a 8000 kg poca a
Practica★★☆Sin empezar
Un carrito de supermercado lleno tiene una masa de $15\ \text{kg}$ y se le aplica una fuerza neta de $30\ \text{N}$. a) Calcula su aceleración. b) Si parte del reposo,…

Un carrito de supermercado lleno tiene una masa de $15\ \text{kg}$ y se le aplica una fuerza neta de $30\ \text{N}$.

  1. a) Calcula su aceleración.
  2. b) Si parte del reposo, ¿qué velocidad alcanza al cabo de $3\ \text{s}$?
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Dos camiones con motores idénticos, que producen la misma fuerza neta de $8000\ \text{N}$, parten del reposo: uno va vacío, con una masa de $4000\ \text{kg}$, y el otro…

Dos camiones con motores idénticos, que producen la misma fuerza neta de $8000\ \text{N}$, parten del reposo: uno va vacío, con una masa de $4000\ \text{kg}$, y el otro cargado, con una masa de $8000\ \text{kg}$.

  1. a) Calcula la aceleración de cada camión.
  2. b) Calcula el tiempo que tarda cada uno en alcanzar $20\ \text{m/s}$.
  3. c) Explica con estos números por qué un camión cargado necesita más distancia para incorporarse a una autopista.
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Resumen

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