Ejercicios sobre ESTÁTICA

Para ejercitarse, debiendo repasar descomposición de fuerzas, conceptos de peso, normal y fuerza de rozamiento, leyes de Newton.

Guía Segunda actividad con programa DINAVE

ACTIVIDADES CON PROGRAMA DINAVE

Actividad 4

            Una nave espacial se encuentra en reposo sobre la superficie de un planeta cuya aceleración de la gravedad es 10 m/s² (la Tierra). Realiza las siguientes actividades las veces que estimes necesario para poder contestar a las preguntas que se te plantearán. Utiliza para ello la opción B de COHETES.

1). Intenta que la nave despegue verticalmente.

a)      ¿Qué fuerza han tenido que realizar sus motores?

            b)    Cuando su velocidad aumenta ¿qué fuerzas actúan sobre la nave?  Pulsa F, observa el diagrama de fuerzas y dibújalo, indicando, además, el valor numérico de cada fuerza y el sentido del movimiento.

            c)     Identifica quien ejerce cada una de las fuerzas que actúan sobre la nave.

            d)    Haz un nuevo dibujo donde figure la fuerza resultante y el sentido del movimiento, indicando, además, si la nave frena, acelera o va con velocidad constante.

2). Una vez que la nave ha alcanzado una velocidad después del despegue, haz que se mueva hacia arriba con velocidad constante. Pulsa F para ver el diagrama de fuerzas, dibújalo indicando el valor numérico de las fuerzas que actúan y el sentido del movimiento.

            ¿Cuánto vale la fuerza resultante?

            ¿Cuándo se parará la nave si se mantienen las mismas fuerzas, actuando sobre la nave?

3). Haz que la nave se mueva hacia arriba con velocidad constante. ¿Qué harías para frenarla? Cuando esté frenando, pulsa F.

            a)     Dibuja el diagrama de fuerzas indicando el valor numérico de las fuerzas y el sentido del movimiento.

            b)    Dibuja otro diagrama donde aparezca sólo la fuerza resultante y la dirección del movimiento.

4). Repite el despegue (pulsando ESC y R), cuando la velocidad haya alcanzado unos 100 m/s, apaga todos los motores de la nave.

            a)     Describe cómo se mueve ahora la nave hasta que vuelve al suelo.

            b)    Dibuja los diagramas de fuerza en los siguientes puntos (ten en cuenta que los motores de la nave están apagados en todos los casos):

                    - Subiendo.

                    - En el punto más alto de la trayectoria cuando la velocidad es cero.

                    - Bajando.

            c)     Para cada uno de los diagramas indica el sentido del movimiento y si la nave acelera, frena o va con velocidad constante.

5). Haz que la nave despegue de nuevo. Cuando haya subido dos pantallas, para la nave (v= 0), como ya hiciste antes. En ese momento baja la fuerza del motor encendido de la nave hasta 80.000 N. La nave comienza a descender aumentando su velocidad.

            a)     Pulsa F y dibuja el diagrama de fuerzas, indicando los valores numéricos de las fuerzas dibujadas.

            b)    Dibuja un segundo diagrama donde sólo figure la fuerza resultante, indicando su valor numérico y la dirección del movimiento (ten en cuenta que desciende acelerando).

6). Haz que la nave descienda pero frenando.

            a)     Dibuja el diagrama de fuerzas para este caso y compruébalo pulsando F. Escribe los valores numéricos de las fuerzas que actúan.

            b)    Dibuja un segundo diagrama donde figure la fuerza resultante y el sentido del movimiento.

7). Fíjate en los diagramas que has dibujado, donde figura la fuerza resultante, el sentido del movimiento y si la nave marcha acelerando, frenando o con velocidad constante.

            a)     ¿Existe alguna relación entre la fuerza y el movimiento?

            b)    ¿Y entre la fuerza y la aceleración?

Explícalo utilizando las palabras fuerza resultante, aceleración y velocidad.

Actividad 5

            Despegar con la nave en un planeta donde g = 3 m/s² utilizando la opción B de COHETES. Cuando la velocidad valga aproximadamente 50 m/s hacer que el motor de propulsión genere una fuerza de 30.000 N. ¿Qué movimiento tiene la nave a partir de ese momento?

            a)     Pulsa F para ver el diagrama de fuerzas. Calcula la fuerza resultante. ¿Tiene la misma dirección que el movimiento?

            b)    Dibuja un segundo diagrama de fuerzas donde sólo aparezca la fuerza resultante y el sentido del movimiento.

Actividad 6

            Repite la actividad anterior pero una vez que ha alcanzado una cierta altura maniobra con los motores hasta que la velocidad de la nave sea cero. ¿Qué fuerzas actúan en este momento? Dibuja el diagrama de fuerzas indicando quien es el agente que causa cada una de ellas.

            Repite la actividad y cuando la nave se haya parado pulsa la tecla F para ver el diagrama de fuerzas. ¿Coincide con el que dibujaste?

Actividad 7

            Despega con la nave de un planeta donde g = 3 m/s², utilizando la opción B de COHETES. Maniobra con los motores hasta que la velocidad de la nave sea cero.

            a)     Pulsa la tecla F para ver el diagrama de fuerzas y dibújalo, indicando la velocidad de la nave.

            b)    Aplica una fuerza lateral de 50.000 N hacia la derecha. Mientras está acelerando, pulsa F y dibuja el diagrama de fuerzas y la trayectoria del móvil, indicando que está acelerando.

            c)     Cuando haya alcanzado una velocidad de 80 m/s, apaga el motor lateral y déjalo marchar durante un tiempo con velocidad constante. Pulsa de nuevo F y dibuja el diagrama de fuerzas junto con la trayectoria y el valor de la velocidad constante.

            d)    Ejerce una fuerza lateral opuesta al movimiento de 10.000 N. Cuando esté frenando, pulsa F. Dibuja el diagrama de fuerzas indicando la dirección del movimiento, señalando que el móvil está frenando.

            e)     Para los casos a, b, c y d, dibuja diagramas donde sólo figure la fuerza resultante, el sentido del movimiento y si la nave está acelerando, frenando o moviéndose con velocidad constante.

            f)     Indica razonadamente qué relación existe entre la fuerza resultante, la aceleración y la velocidad de la nave.

SIMULADORES para SUMA DE FUERZAS

Deberán permitir que JAVA se ejecute en vuestros equipos.  En algunos casos demoran un poco en cargar.

En todos los casos pueden interactuar con las aplicaciones.



MÉTODO DEL PARALELOGRAMO CON POLEAS



SUMA O RESTA DE VECTORES MEDIANTE EL MÉTODO DEL POLÍGONO



SUMA DE 2 O 3 VECTORES


SITIO MUY COMPLETO donde encontraran en CONTENIDO el índice de TEMAS que pueden repasar. 
Les recomiendo  UNIDAD 1: LA MEDIDA,  LECCIÓN 6: Vectores en el plano y en particular SUMA DE VECTORES y COMPONENTES RECTANGULARES

NIVELACIÓN DE FÍSICA

Actividad Suma de fuerzas

SUMA DE FUERZAS

OBJETIVO:  Determinar la resultante de un sistema de fuerzas. Calcular su valor en forma gráfica y analítica.

MATERIALES:

·         Tablero

·         Tres dinamómetros

·         Hilo

·         Hoja de papel

·         Regla

·         Semicírculo

PROCEDIMIENTO:

Sobre el tablero, colocado en forma horizontal, se colocarán los 3 dinamómetros los que deberán estar unidos  a un anillo.  Dos de los dinamómetros se ataran a los soportes que están en el tablero y el tercero mediante un hilo se estirará y fijará al tablero.

Se coloca una hoja de papel entre los dinamómetros y la superficie, fijándola con cinta adhesiva.

Se proyectan las direcciones de las fuerzas sobre el papel de la siguiente manera: se marcan sobre el papel dos puntos para cada recta de acción y luego se trazarán éstas con lápiz.

En todos los casos las tres rectas se deberán encontrar en un punto (punto de concurrencia O).

Se anotarán el valor de cada una de las fuerzas y se representarán por medio de vectores partiendo del punto de concurrencia utilizando una escala adecuada, de forma que los vectores tengan una longitud de alrededor de 10 cm.

1 1)  Dos de las tres fuerzas que constituyen el sistema en equilibrio  (F₁ y F₂) se tomarán arbitrariamente como componentes del sistema. La restante ( E ), que es la que lo mantiene equilibrado se denomina ……………………………………………………………….

2 2)      El sistema formado por las componentes F₁ y F₂ puede ser reemplazado por una fuerza única R que se denomina ……………………………………………………………………

3 3)      De acuerdo con las dos premisas anteriores ¿qué relación existe entre las fuerzas E y R?

4 4)      Utilizando el dibujo a escala de las tres fuerzas en equilibrio realizado anteriormente ; a partir del punto de concurrencia O trace un vector igual y opuesto a la fuerza E que llamaremos –E. Una de los extremos de F₁ y F₂ con el extremo del vector –E.

5 5)      En primera aproximación ¿Qué características posee el cuadrilátero formado?

6 6)      Geométricamente ¿qué es el vector –E del cuadrilátero?

7 7)      En la pregunta 3 tú encontraste la relación entre vectores E y –E y por lo tanto estás en condiciones de enunciar la conclusión:

La resultante de un sistema de fuerzas concurrentes coplanares está dada en dirección, sentido y módulo por ……………………………………………………………………………………...............................

PRIMERA ACTIVIDAD

No habiendo podido comentar el video visto en clase y tampoco poder recoger su opinión sobre el mismo, les recuerdo la idea central de Ken Robinson: "No basta con descubrir cuál es nuestro elemento, hace falta además “meterle” pasión, es necesario aprender a controlar lo que a uno le interesa y dedicarle mucho tiempo".




Entonces es el momento de comenzar a trabajar.



La siguiente actividad puede ser realizada en forma individual o en equipos de hasta 3 integrantes.



Supongo que ya habrán visto en el blog el programa que Inspección nos indica debemos cumplir, ¿no?



1) Dado que el título es ESTÁTICA, ¿averiguaron de qué trata? ¿Qué fue lo que entendieron?

2) De la misma manera menciona el término FUERZA, espero que sepan a que se refiere.

a) ¿Qué son para ustedes las fuerzas?

b) ¿Dónde las han podido ver?

c) ¿Qué ejemplos pueden mencionar donde se apliquen fuerzas?



3)

a) Alguna vez ¿remaste o viste remar? ¿Hacia dónde hacen la fuerza para avanzar?

b) ¿Has usado un skate o visto a alguien desplazarse en uno? ¿Cómo logra avanzar? Describe lo que hace.

c) Y si el skate chocha contra un cordón, ¿qué es lo que sucede?



d) ¿Tienes idea de cómo funciona un avión "a chorro"?

e) Si estás sentado y debes levantarte, ¿hacia dónde ejerces la fuerza? ¿Estás seguro? Y cuando caminas hacia adelante, cuál es el pie que te impulsa, ¿el que está atrás o el de adelante?



4) Menciona algunos ejemplos donde se apliquen fuerzas y solo haya un cuerpo, o sea que no esté en contacto o en las cercanías de otro.



5)

a) ¿Qué sucedería si sobre un cuerpo se ejercieran más de una fuerza? ¿Cuál sería el efecto sobre dicho cuerpo?

b) Se te ocurre alguna idea de cómo demostrarlo. ¿Cómo lo harías?



El informe debe ser presentado el próximo martes 9 de abril.



Puede ser una carpeta con hojas manuscritas o impresas, en formato digital con un procesador de texto, una presentación, un video con vuestra participación o con el material trabajado u otro medio digital.



Dicho trabajo puede contener imágenes, fotos y/o videos obtenidos por ustedes o no, información extraída de libros o de Internet u otro material que ustedes consideren apropiado.