Equilibrio de fuerzas

Mateo empuja una caja hacia la derecha con $3\ \text{N}$ y Valeria 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 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?

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.

Dos perros tiran de un juguete de cuerda: el mayor tira hacia la izquierda con $45\ \text{N}$ y el pequeño, hacia la derecha con $40\ \text{N}$.

1. a) Calcula la fuerza neta sobre el juguete e indica hacia dónde se mueve.
2. b) ¿Qué fuerza extra tendría que hacer el perro pequeño para que el juguete quedara en equilibrio?

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?

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 libro está quieto encima de la mesa, como se muestra en la figura.

¿Actúa alguna fuerza sobre él? Indica las fuerzas presentes y explica por qué el libro no se mueve.

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.

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?

Mateo y Valeria empujan una caja en el mismo sentido, con $15\ \text{N}$ y $20\ \text{N}$, mientras la fricción 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.

Dos personas empujan un carrito del supermercado en el mismo sentido, con $60\ \text{N}$ y $40\ \text{N}$, y la fricción vale $70\ \text{N}$.

1. a) Calcula la fuerza neta sobre el carrito.
2. b) ¿Avanza el carrito?
3. c) ¿Cuánto tendría que valer la fricción para que el carrito quedara en equilibrio?

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 fricción y hacia dónde apunta?
3. c) Si empujas con $30\ \text{N}$ y sigue sin moverse, ¿cuánto vale ahora la fricción? Explica qué tiene de particular la fricción según estos resultados.

Mateo y Valeria empujan un sofá hacia la derecha con $60\ \text{N}$ y $50\ \text{N}$, y la fricción con el piso vale $100\ \text{N}$.

1. a) Calcula la fuerza neta sobre el sofá. ¿Se mueve?
2. b) Para que el sofá quede en equilibrio, ¿qué fuerza tendría que hacer su papá y hacia dónde?
3. c) Si en lugar de eso su papá empuja en el mismo sentido que ellos con $40\ \text{N}$, ¿cuánto vale la fuerza neta?

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? Explica tu 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?

El toldo de un puesto de mercado pesa $80\ \text{N}$ y cuelga de dos cuerdas iguales que reparten el peso por igual.

1. a) ¿Qué fuerza soporta cada cuerda?
2. b) Las cuerdas aguantan un máximo de $50\ \text{N}$: ¿sirven para el toldo?
3. c) El vendedor añade una lona y el conjunto pasa a pesar $120\ \text{N}$. Si quiere que cada cuerda siga soportando lo mismo, ¿cuántas cuerdas necesita como mínimo? Justifícalo con el cálculo.

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 un gancho 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.

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?