1. Unha persoa está nun ascensor que se move cara arriba a unha velocidade constante . O peso da persoa é de 800 N. Inmediatamente despois de que se rompa o cable do ascensor, o ascensor cae. Determina a forza normal que exerce o chan do ascensor sobre a persoa xusto antes e despois de que se rompese o cable do ascensor.
A. 800 N e 0
B. 800 N e 800 N
C. 1600 N e 0
D. 1600 N e 800 N
Coñecido:
Peso (w) = 800 Newtons
Buscada: A forza normal (N)
Solución:
Antes de que se rompa o cable do ascensor
Cando a persoa está de pé no chan do ascensor, o peso actúa sobre ela, onde a dirección da persoa é cara abaixo. Esa persoa está en repouso, polo que debe haber unha forza normal que actúe sobre ela, onde a dirección da forza normal é cara arriba e a magnitude da forza normal é a mesma que a magnitude do peso.
Dado que a persoa está en repouso no ascensor e este móvese a unha velocidade constante (sen aceleración), polo que non hai ningunha forza neta que actúe sobre a persoa.
∑F = 0
N – w = 0
N = w
N = 800 Newtons
Despois de que se rompese o cable do ascensor
Despois de que se rompa o cable do ascensor, este e a persoa caen libremente xuntos, onde a magnitude e a dirección da súa aceleración son as mesmas que a aceleración debida á gravidade. Non hai ningunha forza normal sobre a persoa.
A resposta correcta é A.
2. Un bloque cunha masa de 20 gramos móvese a unha velocidade constante sobre un chan horizontal irregular a unha velocidade constante se unha forza externa de 2 N actúa sobre o bloque. Determina a magnitude da forza de rozamento que experimenta o bloque.
A. 0.3 N
B. 1.4 N
C. 2.0 N
D. 3.6 N
Coñecido:
Masa (m) = 20 gramos
Forza (F) = 2 Newtons
Buscada: Magnitude da forza de rozamento experimentada polo bloque.
Solución:
Segundo a primeira lei do movemento de Newton, se un bloque se move a unha velocidade constante, entón o bloque non ten aceleración. O bloque móvese a unha velocidade constante e non hai aceleración se:
– A magnitude da forza de rozamento (F fric ) é a mesma que a magnitude da forza externa (F)
– A forza de rozamento (F fric ) ten dirección oposta á forza externa (F)
Aplica a primeira lei do movemento de Newton:
∑ F = 0
F – F fric = 0
F = F fric
F fric = 2 Newton
A resposta correcta é C.
3. Un plano inclinado liso cunha lonxitude de 0.6 m e unha altura de 0.4 m. Un bloque cun peso de 1350 N moverase cara arriba usando o plano inclinado. Determina a magnitude da forza necesaria para mover o bloque.
A. 100 N
B. 300 N
C. 600 N
D. 900 N
Coñecido:
Peso do bloque (w) = 1350 Newtons
hip = 0.6 m
oposición = 0.4 m
Buscase: A forza mínima
Solución:
hip = ac = 0.6 m
opp = bc = 0.4 m
Sen θ = bc / ac = 0.4 / 0.6 = 4/6 = 2/3
Segundo a primeira lei do movemento de Newton, o bloque comeza a moverse cara arriba e entón a forza externa (F) é polo menos igual á compoñente horizontal do peso (w x ).
∑ F = 0
F – w x = 0
F = w x
Se F = wx , entón o obxecto comeza a moverse cara arriba a velocidade constante.
w x = w sen θ = (1350)(2/3) = (2)(450) = 900 Newtons
A resposta correcta é D.
4. Tres forzas, F1 = 22 N, F2 = 18 N e F3 = 40 N, actúan sobre un bloque. Cal das seguintes figuras describe a primeira lei de Newton?
Solución:
Primeira lei de Newton: Forza neta (ΣF) = 0.
A. F1 + F2 – F3 = 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0
B. F₂ + F₃ – F₁ = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (á dereita)
C. F2 + F3 – F1 = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (á dereita)
D. F1 + F3 – F2 = 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (cara á esquerda)
