Trabajo
Proporciona la fórmula básica para calcular el Trabajo Mecánico plano y menciona en qué unidades se mide en el Sistema Internacional.
W = F * d y se mide en Joules (J)
Escribe la fórmula matemática de la Segunda Ley de Newton e identifica qué significa cada una de sus letras y las unidades correspondientes.
F = m * a
Donde:
F = Fuerza (N)
m = Masa (Kg)
a = Aceleración (m/s)
¿Cuál es la fórmula para calcular el Momento Lineal (Cantidad de movimiento) y cuáles son sus unidades en el SI?
p = m * v
Se mide en kg * m/s
¿Cuál es la fórmula del Impulso mecánico para una fuerza constante y cuáles son sus unidades en el SI?
I = F * t
Se mide en N * s
¿Qué es la Inercia?
Es la oposición cuantitativa que presenta un cuerpo a alterar su estado de reposo o de movimiento lineal
Si aplicas una fuerza de 5 N a un objeto de 50 kg y el objeto no logra desplazarse ¿cuánto vale el Trabajo Mecánico?
Si no hay desplazamiento, no hay trabajo.
¿Qué es la Fuerza de Fricción y en qué dirección actúa?
Es la fuerza de resistencia que se opone al movimiento entre dos superficies que están en contacto.
Su sentido es siempre contrario a la dirección en la que el objeto se mueve (o intenta moverse).
Si un objeto está completamente estático y en reposo absoluto, ¿cuánto vale su Momento Lineal y por qué?
Vale CERO, porque su velocidad es cero
El impulso es la fuerza aplicada a un objeto durante un cierto tiempo para cambiar su movimiento.
Dicho de forma todavía más fácil: es el "empujón" o "golpe" que le das a algo para acelerarlo o frenarlo.
Utilizando el Teorema del Impulso y Momento, explica por qué las bolsas de aire de los coches reducen las lesiones graves en un choque frontal.
Porque alargan el tiempo en el que se detiene el cuerpo, reduciendo la fuerza brutal del impacto sobre los pasajeros
Un alumno empuja un banco una distancia de 8.5 metros aplicando una fuerza horizontal constante de 40 Newtons. Calcula el Trabajo Mecánico realizado.
340 Joules
W = F*d
W = (40N)(8.5m)
W = 340 J
Escribe las fórmulas despejadas para calcular la Masa (m) y la Aceleración (a) a partir de la Segunda Ley de Newton.
m = F / a
a = F / m
Calcula el momento lineal de un automóvil de 1350 kg que se desplaza por una zona escolar a una velocidad constante de 12 m/s.
16,200 kg * m/s
Si un boxeador duplica por completo la fuerza de su golpe pero tarda exactamente el mismo tiempo en impactar la cara de su rival, ¿qué le ocurre al Impulso?
SE DUPLICA
Cuando al resolver un problema donde el resultado de la Fuerza nos da con un signo de menos (-) (ejemplo: -72 Newtons). ¿Qué significa físicamente ese signo de menos?
NO significa que la fuerza sea "negativa" o "menor que cero", sino que indica su dirección y sentido opuesto al marco de referencia que elegiste.
Un equipo arrastra un escritorio una distancia de 6 metros aplicando una fuerza horizontal de 150 Newtons. Si la fricción del piso les roba 50 Newtons en sentido contrario, ¿cuánto Trabajo Útil se realizó realmente?
600 Joules
Fuerza Neta = 150 - 50 = 100 N
W = 100N *6m
¿Qué fuerza neta se necesita aplicar a una camilla de hospital de 120 kg para que logre alcanzar una aceleración constante de 2.5 m/s²
300 Newtons (N)
F = 120kg*2.5m/s
Un tráiler de 15,000 kg avanza por la avenida a 40 km/h, mientras que un coche compacto de 1,000 kg va a 120 km/h.
¿Cuál de los dos vehículos tiene un mayor momento lineal y por qué?
El tráiler tiene 5 veces más momento lineal que el coche. Aunque el carro va al triple de velocidad, la enorme masa del tráiler le gana por mucho.
Un futbolista patea un balón aplicando una fuerza promedio de 250 Newtons. Si el contacto de su tenis con el balón dura 0.14 segundos, ¿de cuánto fue el impulso?
35 N * s
Según la Ley de Conservación del Momento Lineal, ¿qué condición obligatoria debe cumplir un sistema para que su momento total se conserve antes y después de una colisión?
La condición obligatoria es que no actúen fuerzas externas sobre el sistema (sistema aislado).
Un trabajador jala un contenedor una distancia de 12 metros aplicando una fuerza de 200 Newtons con una cuerda inclinada a un ángulo de 60 grados. Calcula el Trabajo Mecánico.
200 Joules
Un alumno empuja una caja de 40 kg con una fuerza horizontal de 150 Newtons. Si la fricción del piso opone una fuerza de 70 Newtons en sentido contrario, ¿cuál es la aceleración real de la caja?
2 m/s²
Fuerza Neta = 150 - 70 = 80 N
Aceleración = 80 / 40
Un proyectil de laboratorio de 0.5 kg de masa registra una cantidad de movimiento total de 180 kg * m/s. ¿A qué velocidad viaja el proyectil?
360 m/s
Una raqueta de tenis aplica un impulso sólido de 48 N * s sobre una pelota. Si el contacto milimétrico entre la raqueta y la pelota duró apenas 0.015 segundos, ¿qué fuerza promedio se aplicó?
Fuerza = 48 / 0.015
F = 3200 Newtons (N)
Cuando jalas una mochila de rueditas o un carrito con un ángulo de inclinación hacia arriba, realizas menos Trabajo útil que si lo jalaras completamente plano. ¿Qué pasa con el resto de la fuerza que estás aplicando?
Se desperdicia intentando levantar el objeto hacia el cielo (fuerza hacia arriba que no produce trabajo).