Ejercicios segunda ley de Newton

Fórmulas

M=F/a=kgm/s2/ms2=kg.

a=valor de la aceleración en m/s2 o cm/s2

F=valor de la fuerza aplicada en newtons(N) o dinas.

m=masa del cuerpo en kilogramos (kg) o gramos (g).

¿Qué fuerza neta se necesita para desacelerar uniformemente a un automóvil de 1500 kg de masa

desde una velocidad de 100 km/h. hasta el reposo, en una distancia de 55 m?

SOLUCIÓN

Usamos F = ma. Primero debemos calcular la aceleración a. Suponemos que el movimiento es a lo largo del eje +x. La velocidad inicial es v0 = 100 km/h = 28m/s, la velocidad final v0 = 0, y la distancia recorrida x = 55 m.

De la ecuación cinemática v2 = v02 + 2ax, despejamos a:

a = (v2 - v02)/2x = [0 - (28m/s)2]/(2x55m) = - 7.1 m/s2.

Luego, la fuerza neta necesaria es entonces

F = ma = (1500 kg)(-7.1m/s2)  - 1.1x104 N, que obra en sentido -ejercicios

1. Una fuerza le proporciona a la masa de 2,5 Kg. una aceleración de 1,2 m/s2. Calcular la magnitud de dicha fuerza en Newton y dinas.

Datos

m = 2,5 Kg.

a =1,2 m/s2.

F =? (N y dyn)

Solución

Nótese que los datos aparecen en un mismo sistema de unidades (M.K.S.)

Para calcular la fuerza usamos la ecuación de la segunda ley de Newton

Sustituyendo valores tenemos

Como nos piden que lo expresemos en dinas, bastará con multiplicar por 105, luego:

2. ¿Qué aceleración adquirirá un cuerpo de 0,5 Kg. cuando sobre él actúa una fuerza de 200000 dinas?

Datos

a =?

m = 2,5 Kg.

F = 200000 dyn

Solución

La masa está dada en M.K.S., en cambio la fuerza está dada en c.g.s.

Para trabajar con M.K.S. debemos transformar la fuerza a la unida M.K.S. de esa magnitud (N)

La ecuación de la segunda ley de Newton viene dada por:

Despejando a tenemos:

Sustituyendo sus valores se tiene: