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BART FRENTE A NEWTON (parte 2) FÍSICA 4º ESO DINÁMICA Ángel L. Pérez.

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Presentación del tema: "BART FRENTE A NEWTON (parte 2) FÍSICA 4º ESO DINÁMICA Ángel L. Pérez."— Transcripción de la presentación:

1 BART FRENTE A NEWTON (parte 2) FÍSICA 4º ESO DINÁMICA Ángel L. Pérez

2 2- FUERZAS TANGENCIALES Y ROZAMIENTO ¡Chicos, vuelvo a necesitar ayuda!, me temo que los experimentos científicos no son lo mío ¡Veo que has utilizado la cabeza!

3 1ª Ley de Newton: Principio de la inercia Déjame ver... 1ª Ley Si no lo tocas, no cambia ¡Esta vez trabajaremos según mis leyes! ¿Recuerdas? P = (0, -mg) Si sobre un cuerpo en reposo actúa una Fuerza Resultante nula, el cuerpo continúa en reposo. v o = (0, 0) m/s N = (0, N) R = P + N = (0, 0) v f = (0, 0) m/s

4 1ª Ley de Newton: Principio de la inercia Tu dirás lo que quieras, pero mi monopatín se acaba parando… ¡También se aplica a cuerpos con velocidad constante! P = (0, -mg) Si sobre un cuerpo en MRU actúa una Fuerza Resultante nula, el cuerpo continúa en MRU. v o = (v, 0) m/s N = (0, N) R = P + N = (0, 0) v f = (v, 0) m/s

5 2ª Ley de Newton: Principio fundamental de la Dinámica ¡Entonces la Resultante cambiará y ya no habrá equilibrio en el eje del movimiento! Tienes razón, es debido al rozamiento, que es una fuerza que siempre se opone al movimiento P = (0, -mg) v o = (v, 0) m/s N = (0, N) R = P + N + F r = (?, 0) v f = (0, 0) m/s F r = (- μN,0)

6 2ª Ley de Newton: Principio fundamental de la Dinámica Era algo así como: Si lo tocas, cambia Para estos casos creé mi 2ª Ley, ¿recuerdas lo que decía? P = (0, -mg) La Resultante neta que actúa sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que le produce. F = m a v o = (v, 0) m/s N = (0, N) v f = (0, 0) m/s R = P + N + F r = (ma, 0) F r = (- μN,0)

7 y en la báscula 49 kg del menda y uno del monopatín suman 50 kg Hagamos un calculito, supongamos un coef. de rozamiento de 0,3 P = (0, -mg) v o = (v, 0) m/s N = (0, N) v f = (0, 0) m/s R = P + N + F r = (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 = m/s 2 = (0,-490) N μ = 0,3 = (0, 490) N F r = (- μN,0) = (-147, 0) N

8 Recordando la cinemática calcularé cuánta distancia necesito para frenar si la v o = 5 m/s Observa los vectores Resultante y aceleración P = (0, -mg) v o = (5, 0) m/s N = (0, N) v f = (0, 0) m/s R = P + N + F r = R = Fr = (-147, 0) N a = m/s 2 ; v o = 5 m/s; frenar v = 0 m/s Record. cinemática: v 2 = v o aΔx despejo Δx = 4.25 m = (0,-490) N μ = 0,3 = (0, 490) N F r = (-μN,0) = (-147, 0) N a= (-2.94, 0) m/s 2

9 ¡Sería un caso de equilibrio! Necesitaría una fuerza que anulase al rozamiento en el eje de las x. Bart, ¿podrías viajar a velocidad cte. en presencia del rozamiento? P = (0, -mg) v o = (5, 0) m/s N = (0, N) v f = (5, 0) m/s R = P + N + F r + F = (0, 0) N Si v = cte a = 0 R = 0 = (0,-490) N μ = 0,3 = (0, 490) N F r = (-μN,0) = (-147, 0) 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 F = (F, 0) = (-147, 0) N

10 ¿Y si aumentase la fuerza de mi motor hasta 200 N? Entonces aparecería una aceleración… volveríamos a la 2ª ley P = (0, -mg) v o = (5, 0) m/s N = (0, N) = (0,-490) N μ = 0,3 = (0, 490) N F r = (-μN,0) = (-147, 0) 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 F = (F, 0) = (200, 0) N R = P + N + F r + F = (53, 0) N

11 ¿Se podría calcular la velocidad final? Supongamos que queremos calcular la velocidad cuando has recorrido 10 m v o = (5, 0) m/s μ = 0,3 a = 1,06 ms -2 ; Δx = 10 m; v o = 5 m/s Record. cinemática: v 2 = v o aΔx v = 6,80 m/s R = P + N + F r + F = (53, 0) N Podemos sustituir todas las fuerzas por la resultante a = (1´06, 0) m/s 2 v f = (6´8, 0) m/s

12 ¡Ánimo, sigue mis pasos! Hazte Gigante... Ahora tu eres Bart (Actividades) Ahora tu eres Bart (Actividades) 1.Si sobre un carrito de 200 g actúa una fuerza tangencial de 0,5 N, calcula: 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 kg que se mueve con una aceleración de 4,5 m/s 2 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?

13 ¡En ningún caso se multiplicará por cero! Bart, tu padre está duplicando su masa, ¿qué ocurrirá con el rozamiento? CONTINUARÁ …


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