BART FRENTE A NEWTON
(parte 2)
FÍSICA
4º ESO
DINÁMICA
Ángel L.
Pérez
2- FUERZAS TANGENCIALES Y
ROZAMIENTO
¡Veo que has utilizado
la cabeza!
¡Chicos, vuelvo a necesitar
ayuda!, me temo que los
experimentos científicos no
son lo mío
1ª Ley de Newton:
Principio de la inercia
N = (0, N)
¡Esta vez trabajaremos
según mis leyes!
¿Recuerdas?
R = P + N = (0, 0)
Déjame ver...
1ª Ley “Si no lo tocas, no
cambia”
vo= (0, 0) m/s
vf = (0, 0) m/s
Si sobre un cuerpo en reposo
actúa una Fuerza Resultante nula,
el cuerpo continúa en reposo.
P = (0, -mg)
1ª Ley de Newton:
Principio de la inercia
¡También se aplica a
cuerpos con velocidad
constante!
R = P + N = (0, 0)
Tu dirás lo que quieras,
pero mi monopatín se
acaba parando…
Si sobre un cuerpo en MRU actúa
una Fuerza Resultante nula, el
cuerpo continúa en MRU.
N = (0, N)
vo= (v, 0) m/s
vf = (v, 0) m/s
P = (0, -mg)
2ª Ley de Newton: Principio
fundamental de la Dinámica
Tienes razón,
es debido al rozamiento,
que es una fuerza que
siempre se opone al
movimiento
R = P + N + Fr = (?, 0)
¡Entonces la Resultante
cambiará y ya no habrá
equilibrio en el eje del
Fr = (-μN,0)
movimiento!
N = (0, N)
vo= (v, 0) m/s
vf = (0, 0) m/s
P = (0, -mg)
2ª Ley de Newton: Principio
fundamental de la Dinámica
Para estos casos creé mi
2ª Ley, ¿recuerdas lo que
decía?
R = P + N + Fr = (ma, 0)
Era algo así como:
Fr = (-μN,0)
N = (0, N)
vo= (v, 0) m/s
vf = (0, 0) m/s
“Si lo tocas, cambia”
La Resultante neta que actúa
sobre un cuerpo es proporcional
a la aceleración que le produce.
F=ma
P = (0, -mg)
R = P + N + Fr = (ma, 0)
(0, -mg) + (0, N) + (-μN, 0) = (ma, 0)
Eje y→ -mg + N = 0 → N = mg = 490 N
Eje x→ -μN = ma → a = -μN/m = -μg = -2.94 m/s2
Hagamos un calculito,
supongamos un coef. de
rozamiento de 0,3
R = P + N + Fr = (ma, 0)
y en la báscula 49 kg del
menda y uno del monopatín
suman 50 kg
Fr = (-μN,0)
= (-147, 0) N
N = (0, N) = (0, 490) N
μ = 0,3
vo= (v, 0) m/s
vf = (0, 0) m/s
P = (0, -mg) = (0,-490) N
a = -2.94 m/s2; vo = 5 m/s; frenar → v = 0 m/s
Record. cinemática: v 2 = vo2 + 2 aΔx → despejo Δx = 4.25 m
N = (0, N) = (0, 490) N
Observa los vectores
Resultante y aceleración
μ = 0,3
R = P + N + Fr =
R = Fr = (-147, 0) N
Recordando la cinemática
calcularé cuánta distancia
necesito para frenar si la
vo = 5 m/s
vo= (5, 0) m/s
vf = (0, 0) m/s
a= (-2.94, 0) m/s2
Fr = (-μN,0)
= (-147, 0) N
P = (0, -mg) = (0,-490) N
R = P + N + Fr + F = (ma, 0) Si v = cte → a = 0 → R = 0
(0, -mg) + (0, N) + (-μN, 0) + (F, 0) = (0, 0)
Eje y→ -mg + N = 0 → N = mg = 490 N
Eje x→ -μN + F = 0 → F = μN = μmg = 147 N
Bart, ¿podrías viajar a
velocidad cte. en presencia
del rozamiento?
N = (0, N) = (0, 490) N
R = P + N + Fr + F = (0, 0) N μ = 0,3
Si v = cte → a = 0 → R = 0
¡Sería un caso de equilibrio!
Necesitaría una fuerza que
anulase al rozamiento en el
eje de las “x”.
Fr = (-μN,0)
= (-147, 0) N
F = (F, 0)
= (-147, 0) N
vo= (5, 0) m/s
vf = (5, 0) m/s
P = (0, -mg) = (0,-490) N
R = P + N + Fr + F = (ma, 0) con F = 200 N
(0, -mg) + (0, N) + (-μN, 0) + (F, 0) = (ma, 0)
Eje y→ -mg + N = 0 → N = mg = 490 N
Eje x→ -μN + F = ma → a = F/m – μg = 1,06 ms-2
Entonces aparecería una
aceleración… volveríamos
a la 2ª ley
R = P + N + Fr + F = (53, 0) N
¿Y si aumentase la fuerza de
mi motor hasta 200 N?
N = (0, N) = (0, 490) N
μ = 0,3
F = (F, 0)
= (200, 0) N
vo= (5, 0) m/s
Fr = (-μN,0)
= (-147, 0) N
P = (0, -mg) = (0,-490) N
a = 1,06 ms-2; Δx = 10 m; vo= 5 m/s
Record. cinemática: v 2 = vo2 + 2 aΔx
v = 6,80 m/s
Supongamos que queremos
calcular la velocidad cuando
has recorrido 10 m
R = P + N + Fr + F = (53, 0) N
a = (1´06, 0) m/s2
μ = 0,3
Podemos sustituir todas las fuerzas
por la resultante
¿Se podría calcular la
velocidad final?
vo= (5, 0) m/s
vf = (6´8, 0) m/s
Ahora tu eres Bart
(Actividades)
1. Si sobre un carrito de 200 g actúa una
fuerza tangencial de 0,5 N, calcula:
Hazte Gigante...
a) La aceleración que sufre si no hay
rozamiento.
b) El coeficiente de rozamiento necesario
para que el coche viaje con MRU.
2. Calcula el coeficiente de rozamiento
que se opone a un cuerpo de masa 10
¡Ánimo, sigue mis pasos!
kg que se mueve con una aceleración
de 4,5 m/s2 al aplicarle una fuerza de
60 N.
3. ¿Cómo le afecta a la fuerza de
rozamiento el duplicar la fuerza del
cuerpo?¿y duplicar la superficie de
contacto?
CONTINUARÁ …
Bart, tu padre está
duplicando su masa, ¿qué
ocurrirá con el rozamiento?
¡En ningún caso se
multiplicará por cero!
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