SOLUCIÓN EXAMEN FUERZAS 4ESO

1. Un coche circula con velocidad constante en una recta. Para que el coche no se detenga debemos mantener pisado el acelerador. ¿Hay una fuerza neta que lo impulsa y que le obliga a ir a esa velocidad? ¿Por qué? [Respuesta correcta 0,5; justifica la respuesta con arreglo a una Ley de la Dinámica 0,5; Expresión clara, sin ambigüedades, utilizando los términos adecuados 0,5]
De acuerdo con la Primera Ley de Newton, si sobre un cuerpo no actúa fuerza neta, este permanece en reposo o mantiene un movimiento rectilíneo uniforme, esto último es lo que ocurre en el ejercicio. Debemos mantener pisado el pedal del freno para que el motor ejerza una fuerza con la que vencer al rozamiento del vehículo con el aire y el asfalto que lo haría frenar; cuando la velocidad se mantenga constante la fuerza del motor iguala al rozamiento.
2. Descompón vectorialmente la siguiente fuerza. [1 fuerza resuelta]
Lo resolvemos sobre el gráfico, las componentes las dibujamos de rojo.



Aprovecho el dibujo para marcar las fuerzas, subrayemos que las dos tensiones son iguales y que supondremos que el sistema se mueve hacia el cuerpo más masivo, (el número 2)
Aplicamos la 2ª Ley de Newton a cada objeto, con las incógnitas en otro color:
T-P1=m1•a P2-T=m2•a
El sistema lo resolvemos por reducción, sumando las dos ecuaciones, así se anulan las tensiones.
P2-P1=m1a +m2a
Sacamos factor común a la aceleración y la despejamos:


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5. Calcula el momento de fuerza que se ejerce para abrir un libro de tapa dura, sabiendo que abrimos desde el borde, que el ancho de la tapa es de 20 cm y que la fuerza aplicada es de 5 N. [Dibujo esquemático con las fuerzas sobre él 0,25; planteamiento de la Ley de Newton pertinente 0,5; uso de unidades 0,25; resolución 0,5].

Perdón por el dibujo tan simple; y ahora aplicamos la definición de momento de fuerza:
N=R•F•sen(90)=5N•0,2m=1 N•m

7. Un muelle mide colgado en vertical 10 cm. Le vamos colgando pesas de 50 Kg cada una y anotando la longitud que tiene. Estos datos se recogen en la tabla que viene a continuación. Representa gráficamente los resultados, escribiendo en abcisas los estiramientos en cm, y en ordenadas la Fuerza del peso en Newton. ¿Qué relación matemática existe entre la fuerza aplicada en el muelle y el estiramiento producido? Al ser esta relación extensible a todos los muelles constituye una Ley, ¿Qué nombre recibe? [Completar la tabla, 0,25 por columna; Limpieza de la gráfica 0,25; Ejes y datos bien llevados a la gráfica 0,5; Obtención de la Ecuación de la recta 0,5; Enunciado de la Ley Física con el nombre del autor e interpretando los valores numéricos obtenidos 0,5]







La ecuación la obtenemos gráficamente eligiendo dos puntos de la recta trazada y calculando la pendiente de la recta. Supongamos que leemos un punto (0,0) y otro (8,800), entonces la pendiente:
B=(800-0)N/(8-0)cm=100 N/cm
La ecuación de una recta es y=A+B•x, que traducido a nuestro caso, como pasa por el origen de coordenadas (A=0), entonces:
F=B•x=100(N/cm)•x
Se trata de la Ley de Hooke, y la pendiente de la recta es la constante de elasticidad del muelle, que vale 100 N/cm.