EJERCICIOS PARA 3º INDUSTRIAL Y RESOLUCION DE EJERCICIOS

                              EJERCICIOS DE FUERZA, PESO Y ENERGIA

1-     Calcula tu peso en la Tierra, gravedad: 9.8 m/s²; y en la luna, gravedad: 1.67m/s². Expresado en Newton. (N)

2-     Calcular la masa de un objeto que pesa 70 kgf = kg, luego exprésala en gramos.

3-     Cual es el peso de un cuerpo cuya masa es de 25000 grs. Si se encuentra en Mercurio, gravedad: 3.72 m/s².

4-     Un cuerpo tiene una masa de 50 kg. Cual es su peso en la Tierra y en Venus, gravedad: 8.87 m/s²?

5-     Un objeto pesa 200 N en la Tierra. Cual seria su peso en Marte, donde la gravedad es de 3.71 m/s²?

6-     Un cuerpo que pesa 100 N en Júpiter, cuanto pesaría en la Tierra? G Júpiter: 24.86 m/s²

7-     Si un objeto pesa 45 kgf en la Tierra, cual seria su peso en algún planeta, sabiendo que la gravedad es el triple de la Tierra?

8-     Cual es la fuerza neta de un móvil, cuya aceleración es de 10 m/s² y posee una masa de 200000 grs.

9-     Que aceleración experimenta un cuerpo de 10 kg sobre el que actúa una fuerza de 100 N?

10-  Sobre un carro de supermercado cargado, se ejerce una fuerza neta de 50 N. Si la masa del carro es de 20000 grs, cual es su aceleración?

11-  Cual es la aceleración de un cuerpo, cuyo peso es de 250 N y es empujado por su propio peso.

12-  Que aceleración experimenta un móvil cuya masa es de 24000 grs. Y es empujado por una fuerza neta de 15kgf.

13-  Cual es la masa de un cuerpo expresada en gramos, si posee una aceleración de 20 m/s² y se le aplica una fuerza para detenerlo de 75 kgf.

14-  Si la fuerza aplicada a un objeto es constante, al triplicarse la aceleración también se triplica su masa?

15-  Completa el siguiente cuadro, amigándoles el nombre de la Energía:

 

                                  

NOMBRE	DEFINICION	EJEMPLO
	Es la que hace funcionar a los aparatos, podemos obtenerla A través de la red de distribución domiciliaria, usando pilas o Baterías, que son dispositivos que almacenan esta energía.	Encender una lamparita para la iluminación.
	Algunos materiales y muchas otras sustancias son usados por el hombre para extraerles su energía mediante la combustión. También en los alimentos contienen esta energía, q se libera cuando se combina con el oxigeno que respiramos, quemándose en el interior de nuestro cuerpo.	Materiales combustibles: La nafta, el gas-oil, El carbón, la madera, etc.
	Al estirar, o comprimir el material, se fuerza sus moléculas a separarse o acercarse. Entonces, la energía acumulada se debe a la deformación a la que se sometió el material.	Un resorte, un arco, una cinta elástica, etc.
	Los núcleos de los átomos que tienen muchos protones y neutrones(elementos pesados) poseen cierta inestabilidad, debido a su tamaño, los nucleones se encuentran bastantes separados entre si. Esto hace que la fuerza eléctrica de repulsión se haga importante y pueda llegar a separar el núcleo en pedazos. Al romperse o fisionarse el núcleo de un átomo, se libera una inmensa cantidad de energía.	En las centrales nucleares se logra producir la fisión controlada de grandes cantidades de núcleos de elementos pesados, obteniéndose este tipo de energía.
	Calentar un objeto implica entregarle energía y enfriarlo significa quitarle energía. A este tipo de energía que se transfiere de los objetos mas calientes a los más fríos se le llama calor.	Si, en una noche fría nos acercamos a una fogata para calentarnos, esta nos dará calor, que es una forma de recibir energía.
	Todos los cuerpos que tienen luz propia como el sol, las lamparitas, los faroles, etc; envían energía al medio que nos rodea.	La luz es un tipo de radiación, que resulta visible al ojo humano, existen otras formas de engría: los rayos X, las ondas del microondas, las ondas q emiten la radio y la TV. Etc.

Ayuda: Energía nuclear, Energía química, Energía radiante, Energía térmica, Energía elástica y Energía eléctrica.

16-  Calcular la energia cinetica (Ec) de un movil cuya masa es de 2500 kg, y adquiere una velocidad de 25 m/s.

17-   Calcular la Ec de un ciclista que viene con una velocidad de 36 m/s, y posee una masa total de 95000 grs.

18-  Cual sera la Ec de un cuerpo que pesa 30 kgf si su velocidad es de 52 m/s?

19-  Cual sera la energia potencial (Ep) de un cuerpo que cae desde 40 m si su peso es de 50 N?

20-  Calcular la Ep de una pelota que cae desde 35m si su masa es de 5200 grs.

21-  Calcular la masa de un cuerpo que posee una Ec de 25000 J, sabiendo que su velocidad es de 28m/s

22-  Calcular la velocidad de un movil, sabiendo que posee una masa de 600kg y la Ec es de 4000 J.

23-  Calcular la altura desde donde cae un objeto de peso 80 N, si su Ep es de 5500 J.

24-  Calcular el peso de un cuerpo que cae desde 120m si su Ep es de 6000 J.

25-  Cual es la Ep de un cuerpo cuyo peso es de 75 kgf y cae desde 45 m.

26-  Calcular la energia que se consumira al frenar un vagon de ferrocarril de 8000 kgf, que marcha a razon de 5m/s.

27-  Que Ec tiene al tocar el suelo un cuerpo de 100 kgf de peso que cae desde 40m? ¿ cual sera la Ep del cuerpo a los 40m? ¿que energia potencial y cinetica tenia en el punto medio de la trayectoria? Y cuando faltaban 10 m para llegar al suelo? Que teorema usastes?

28-  Cual es la Ep de un cuerpo de 48 kg, que cae con una velocidad de 60m/s?

29-  Que Ep tiene una pelota de 8000 grs. Que esta a 60m de altura? Y cual sera su Ec al tocar el suelo? Cuanto valen la Ec y la Ep a la mitad del trayecto?

30-  Cual es la Ec al tocar el suelo,de un cuerpo de 55 kg que cae desde 200 m de altura?

                           EJERCICIOS DE TRABAJO, ENERGIA Y POTENCIA

1-     Calcular el trabajo de una fuerza de 1000 N cuyo punto de aplicacion se desplaza 50m, en direccion de la fuerza.

2-     Caluclar el trabajo suponiendo que la fuerza anterior forma una angulo de 60º  con la direccion del desplazamiento.

3-     A que altura habra sido levantado un cuerpo que pesa 10 kgf, si el trabajo empleado feu de 5000 joules?

4-     Un hombre que pesa 80 kgf sube a una torre de 25m. Calcular el trabajo que realiza.

5-     Calcular en HP la potencia puesta en juego por el hombre anterior, sabiendo que tarda 10 min en llegar a lo alto de la torre. Expresar el resultado en Kw-h

6-      Para llenar un tanque hay que levantar el agua hasta una altura de 10m. El tanque es cilindrico y tiene 2m de altura y 1 m de radio. La bomba utilizada tiene una potencia de 1 HP. Calcular el tiempo que tardara en llenar el tanque.

7-     De un pozo deben extraerse cada 3 minutos 900 litros de agua desde una profundidad de 150 m. Cauntos HP debe desarrollar el motor, si el 40% de su potencia se pierde?

8-     Qué potencia deberá poseer un motor para bombear 500 litros de agua por minuto hasta 45 m de altura?

9-     Calcular la energia consumida de una lamparita de 60 w, si se encuentra encendida durante 4 hs?

10- En una panaderia un horno electrico se encuentra encendido 5hs diarias, si el trabajo del horno es de 250000 J, calcular el consumo de energia que gasta durante un mes? Precio unitario: 0.1930

11-  Calcular el gasto electrico de una plancha si su trabajo neto es de 2500 J y se usa tres horas diarias.

Equivalencias: 1 HP= 736 w

                         1 Kw= 1000 w

                         1 kgf= 9.8 N

                         1h= 3600 s

                         1h= 60 min

ESTATICA PARA 3º

Estática

Definición:

       Es la parte de la mecánica física que se ocupa del equilibrio de los sistemas de fuerzas.

FUERZA

       Es toda acción capaz de producir o modificar un movimiento. Es una magnitud vectorial.

Unidad de Fuerza

       Es el Kilogramo Fuerza (Kg o Kgf): peso del kilogramo patrón depositado en la oficina internacional de medidas ( Sevres - Francia), a nivel del mar y 45º latitud, construido en aleación de Platino-Iridio. En el Sistema Métrico Legal Argentino (SIMELA), la unidad de fuerza es el Newton que equivale a 0.102 Kg.

Dinamómetros

        Son instrumentos utilizados para la medición de fuerzas, basados en las propiedades elásticas de los cuerpos. Los cuerpos elásticos son aquellos que una vez que ha cesado la fuerza que los deformó, recuperan su forma primitiva.

Estos cuerpos verifican la ley de Hooke que relaciona la fuerza de restitución con el estiramiento. Estos instrumentos se calibran con pesos conocidos.

Representación gráfica de una fuerza

       Las  fuerzas  se  representan  por  medio  de  vectores.   Un  vector  es  un segmento orientado caracterizado por: punto de aplicación, dirección, sentido, módulo o intensidad.

               ir al enlace para ver imagen 

Se puede deducir:

1-    Si corremos un mueble y cambiamos de lugar un lápiz apoyado sobre la mesa, realizamos esfuerzos distintos. Lo que diferencia fundamentalmente estas dos fuerzas es su intensidad.

2-   Si elevamos un cuerpo y corremos otro apoyado sobre una superficie, las fuerzas aplicadas tendrán distintas direcciones.

3-   Si corremos un mueble por uno de sus costados y luego por el costado opuesto, aplicando fuerzas de igual intensidad, podemos llevar el mueble a su posición inicial. Las dos fuerzas aplicadas tienen sentido contrario.

4-   En cada ejemplo anterior la fuerza fue aplicada en un punto determinado: punto de aplicación.

       Para representar una fuerza, primero hay que elegir la escala adecuada, en función del espacio disponible para representarla. Por ejemplo, en la representación de arriba se ha representado una fuerza de 40 Kgf tomando como escala 10 Kg = 1 cm.

Equilibrio de fuerzas

       Dos fuerzas aplicadas a un mismo punto se equilibran cuando son de igual intensidad, misma dirección y sentidos contrarios.

SISTEMAS DE FUERZAS        Un sistema de fuerzas es un conjunto de fuerzas que actúan sobre un mismo cuerpo. De acuerdo a la disposición de las fuerzas, podemos encontrar distintos tipos de sistemas: Colineales---- de igual sentido               ---- de sentido contrario Paralelas---- de igual sentido             ----- de sentido contrario Sistemas de Fuerzas Colineales        Son fuerzas colineales aquellas cuyas rectas de acción son las mismas. Estas pueden ser de igual sentido o de sentido opuesto.   De igual sentido: Un ejemplo de este tipo de sistema es el caso de una persona empujando un carro que es tirado de adelante por otra persona.
De sentido contrario:                                              También puede interpretarse la resta de fuerzas colineales como la suma de dos fuerzas de sentido contrario.         Un ejemplo de este tipo de sistema es el caso de dos o más personas tirando de una misma soga  pero en sentidos contrarios (cinchada).                                                        Sistemas de Fuerzas Paralelas        Se denominan así a aquellas fuerzas cuyas rectas de acción son paralelas entre sí. Pueden ser de igual o distinto sentido. Fuerzas paralelas de igual sentido       La resultante de un sistema de dos fuerzas paralelas de igual sentido cumple con las siguientes condiciones:               a) Es paralela y del mismo sentido que las componentes.               b) Su intensidad es igual a la suma de las intensidades de las componentes.               c) Su punto de aplicación divide al segmento que une los puntos de aplicación de ambas fuerzas en dos partes inversamente proporcionales a las intensidades de las fuerzas adyacentes (Relación de Stevin). Método Gráfico: para obtener gráficamente la resultante de un sistema de fuerzas paralelas de igual sentido, se representa F1 a continuación y sobre la recta de acción de F2 (F'1) y F2 a continuación y sobre la recta de acción de F1 (F'2). La resultante del sistema pasará por el punto intersección de las rectas que unen el extremo de F'1 con el punto aplicación de F'2 y viceversa Un ejemplo de este tipo de sistema es el caso de dos caballos que arrastran una misma carreta. Fuerzas paralelas de sentido contrario        La resultante de un sistema de dos fuerzas paralelas de sentido contrario cumple con las siguientes condiciones:               a) Es paralela a ambas fuerzas y del mismo sentido de la mayor.               b) Su intensidad es igual a la diferencia de las intensidades de las componentes.         c) Su punto de aplicación es exterior al segmento que une los puntos de aplicación de ambas fuerzas, situado siempre del lado de la mayor y determina dos segmentos que cumplen con la relación de Stevin. Método Gráfico: para obtener gráficamente la resultante de un sistema de fuerzas paralelas de sentido contrario (F1 < F2), se representa F1 sobre el punto de aplicación de F2 ( F'1), con sentido contrario a F1 ,y F2 sobre el punto de aplicación de F1 (F'2) con igual sentido que F2. La resultante del sistema pasará por el punto intersección de las rectas que unen los puntos de aplicación de F'1 y  F'2 y los extremos de ambas. Un ejemplo de este tipo de sistema es el caso de la fuerza ejercida sobre una llave cruz. Sistemas de Fuerzas Concurrentes        Son fuerzas concurrentes aquellas cuyas rectas de acción pasan por un mismo punto. Por ejemplo, dos barcazas arrastrando un barco: Resultante de un sistema de fuerzas concurrentes        Es una fuerza que al estar aplicada al cuerpo, produce el mismo efecto que todo el sistema. Denominamos equilibrante a la fuerza necesaria para equilibrar un sistema. Un sistema está en equilibrio cuando se halla en reposo o con movimiento rectilíneo uniforme (moviéndose con velocidad constante). A la obtención de la resultante de un sistema de fuerzas se lo denomina composición de fuerzas.   Regla del Paralelogramo          Dadas dos fuerzas concurrentes, su resultante es igual a la diagonal del paralelogramo que resulta de trazar las paralelas a cada fuerza, por el extremo de cada vector, tal como se muestra en la siguiente figura: Regla del Polígono          Este método consiste en trasladar la fuerza F2 a continuación de F1. con la misma dirección y sentido, y así sucesivamente con el resto de las fuerzas. La resultante del sistema se obtiene trazando el vector que une el punto de aplicación de F1 con el extremo del vector correspondiente a la última fuerza trasladada:                                                                                                                                                                     TRABAJO PRACTICO N° EJERCITACION: 1)- Calcular analítica y gráficamente, la resultante de los siguientes sistemas de fuerzas:             a]- F1 = 500 N   y  F2 = 800 N                         i) colineales de igual sentido                                  v) concurrentes con a = 30º                         ii) colineales de sentido contrario.              vi) concurrentes con a = 45º                         iii) paralelas de igual sentido.                                 vii) concurrentes con a = 60º                         iv) paralelas de sentido contrario.             b]- F1 = 400 N , F2 = 300 N , F3 = 500 N           (solo gráficamente)                          i) concurrentes con a12 = 38º y a23 = 56º       ii) concurrentes con a12 = 45º y a23 = 80º Rtas: a) i)iii) 1300 N; ii)iv) 300 N; v) 1258,10 N; vi) 1206,52 N; vii) 1135,78 N