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Física y Química · 4.º ESO · Problemas resueltos

Problemas resueltos de fuerzas

En esta página
  1. Problema 1: Tu peso en la Luna
  2. Problema 2: Dos fuerzas en la misma dirección
  3. Problema 3: Dos perros y un trineo
  4. Problema 4: Tirar de un trineo con una cuerda inclinada
  5. Problema 5: La fuerza que equilibra
  6. Problema 6: Un dinamómetro en Marte

Recuerda: las fuerzas son vectores. Antes de sumar, dibuja hacia dónde apunta cada una. Usa g=9,8 m/s2g = 9{,}8\un{m/s^2} en la Tierra.

Problema 1: Tu peso en la Luna★☆☆

Una estudiante tiene una masa de 60 kg. ¿Cuánto pesa en la Tierra? ¿Y en la Luna, donde g=1,62 m/s2g = 1{,}62\un{m/s^2}? ¿Cuál es su masa en la Luna?

Solución

PTierra=m g=60⋅9,8=588 NPLuna=60⋅1,62=97,2 NP_\text{Tierra} = m\,g = 60\cdot9{,}8 = 588\un{N} \qquad P_\text{Luna} = 60\cdot1{,}62 = 97{,}2\un{N}

Su masa sigue siendo 60 kg: la masa no depende de dónde estés; el peso sí.

Problema 2: Dos fuerzas en la misma dirección★☆☆

Sobre una caja actúan dos fuerzas horizontales de 30 N y 45 N. Calcula la resultante si tiran hacia el mismo lado y si tiran en sentidos opuestos.

Solución
  • Mismo sentido: R=30+45=75 NR = 30 + 45 = 75\un{N}, hacia ese lado.
  • Sentidos opuestos: R=45−30=15 NR = 45 - 30 = 15\un{N}, hacia donde tira la de 45 N.
Problema 3: Dos perros y un trineo★★☆

Un perro tira de un trineo con 30 N hacia el este y otro con 40 N hacia el norte. Calcula el módulo de la fuerza resultante y el ángulo que forma con el este.

Solución

Las fuerzas son perpendiculares, así que la resultante es la diagonal del rectángulo:

R=302+402=2500=50 NR = \sqrt{30^2 + 40^2} = \sqrt{2500} = 50\un{N}

tan⁡α=4030=1,33  ⇒  α=53,1° (del este hacia el norte)\tan\alpha = \frac{40}{30} = 1{,}33 \;\Rightarrow\; \alpha = 53{,}1°\ \text{(del este hacia el norte)}

Problema 4: Tirar de un trineo con una cuerda inclinada★★☆

Tiras de un trineo con una cuerda que forma 30° con el suelo, con una fuerza de 200 N. ¿Qué parte de esa fuerza tira del trineo hacia delante y qué parte tira hacia arriba?

Solución

Descomponemos la fuerza. El ángulo se mide desde la horizontal, así que el coseno da la componente horizontal:

Fx=200cos⁡30°=173 NFy=200sin⁡30°=100 NF_x = 200\cos30° = 173\un{N} \qquad F_y = 200\sin30° = 100\un{N}

Solo 173 N tiran hacia delante. Los otros 100 N «levantan» el trineo, y eso tiene una ventaja: el trineo aprieta menos contra la nieve y roza menos.

Problema 5: La fuerza que equilibra★★★

Sobre un cuerpo actúan una fuerza de 60 N hacia el este y otra de 80 N hacia el norte. ¿Qué tercera fuerza hay que aplicar para que el cuerpo quede en equilibrio?

Solución razonada en el pack PDF de la unidad. Incluye este y todos los problemas resueltos paso a paso, la chuleta y el examen tipo.

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Problema 6: Un dinamómetro en Marte★★☆

Cuelgas una mochila de un dinamómetro y marca 49 N. ¿Cuál es su masa? ¿Cuánto marcaría el mismo dinamómetro en Marte, donde g=3,7 m/s2g = 3{,}7\un{m/s^2}?

Solución razonada en el pack PDF de la unidad. Incluye este y todos los problemas resueltos paso a paso, la chuleta y el examen tipo.

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