Dado el siguiente plano inclinado de 50º, debes calcular la aceleración del sistema y la tensión de la cuerda. Para ello sabemos que la masa sobre el plano inclinado vale 10 Kg, y que hay rozamiento con la superficie del plano con un µ=0,10; que la masa situada en el plano horizontal es de 5 Kg, y que es arrastrada por la primera. [0,5 dibujo con todas las fuerzas implicadas, indicando explícitamente cuál es cada una; 0,5 uso de unidades; 0,5 despeje sobre símbolos antes de sustituir los datos numéricos; 0,5 cada cantidad calculada correctamente]
Aplicamos la segunda Ley de Newton a cada objeto por separado en la dirección del movimiento, de izquierda a derecha se consideran fuerzas positivas.
Para el cuerpo 1, debemos descomponer el peso en dos componentes, una perpendicular a la superficie, el peso normal, y otra paralela al plano inclinado, el peso tangencial. Debemos tener en cuenta que la normal es igual al peso normal.
2. Leyes de Conservación en Física: ¿En qué consisten?¿Cuáles hemos visto en este tema? ¿Bajo qué condiciones se cumplen? Supongamos que tenemos un paraguas verticalmente colocado y que gira sobe su punta; en un momento dado se abren las varillas, ¿qué ocurre y con qué Ley está relacionado? [0,5 puntos definiciones correctas; 0,5 empleo de vocabulario y expresiones propias de la ciencia; 0,5 hay una redacción; 0,5 resuelve la cuestión correctamente]
Ciertas magnitudes físicas bajo determinadas circunstancias mantienen su valor. Este fenómeno queda recogido en una serie de Leyes, que aparecen constituirse como un conjunto de normas básicas de nuestro Universo. En concreto tenemos que si sobre un sistema físico no actúa fuerza exterior neta, entonces su cantidad de movimiento permanece constante. Otra Ley de conservación es la del momento angular: si sobre un sistema físico no actúa momento neto exterior, el momento angular permanecerá constante.
Este hecho lo podemos aplicar al paraguas, en el caso ideal de que esté girando en ausencia de fuerzas externas de todo tipo. Al abrirse por una fuerza interna, por ejemplo un resorte, la distribución de la masa alrededor del eje de giro cambia, por lo que su momento de inercia también lo hará. El momento de inercia en concreto aumentará su valor al distribuirse la masa del paraguas más alejada del eje.
Como el momento angular, su módulo, es L=I•w, siendo I el momento de inercia y w la velocidad angular, al aumentar I, debe disminuir w para que el producto conserve su valor.
3. Explica por qué para aflojar una tuerca es mejor hacer uso de una llave de vaso, que tenga un mango muy largo. [0,5 puntos definiciones correctas; 0,5 empleo de vocabulario y expresiones propias de la ciencia]
Para hacer girar a una tuerca es necesario que el momento de fuerza sea elevado. Para conseguirlo podemos aplicar una fuerza muy elevada, o bien aumentar el brazo de la fuerza. Esto último es lo que hacemos al utilizar una llave más larga.
5. ¿Por qué al sostener a lo largo del brazo derecho una pesada maleta, nuestra espalda se desvía hacia el lado contrario] [0,5 respuesta correcta; 0,5 explicación en términos científicos y sin ambigüedades]
Para poder estar equilibrados el centro de gravedad debe estar situado verticalmente sobre la línea que une nuestros pies. Al sostener una maleta pesada en nuestro brazo derecho, el centro de gravedad se desplaza a la derecha, y amenaza con crear un momento de fuerza no contrarrestado que nos haga volcar de lado. Para volver a resituar el centro de gravedad sobre nuestros pies, redistribuimos nuestra masa ladeándonos hacia la izquierda.
6. Dos objetos de igual masa e igual dimensión, medida por la longitud “R”, tienen formas geométricas diferentes, (como un paraguas, y una peonza), ¿Sabiendo que los momentos de inercia son I1=3/8 MR2 y I2=1/12MR2, ¿cuál de los dos objetos costará más comenzar a girar? [0,5 respuesta correcta; 0,5 explicación en términos científicos y sin ambigüedades]
El momento de inercia recoge la resistencia de un sólido a cambiar su estado de giro. Por tanto aquel que tenga un mayor momento de inercia opondrá más resistencia tanto a ponerse a girar como a frenar su giro. En este caso el primero de ellos.
Parece que acabo de encontrar los comentarios, y pensar que llevaba buscándolos hace un tiempo...
ResponderEliminarMe alegro de por fin poder entrar en contacto contigo!
Un saludo