SOLUCIÓN EXAMEN 4ESO A FUERZAS Y ESTÁTICA

1.       Enuncia la Primera Ley de Newton.  [0,5 correcto; 0,5 uso de vocabulario apropiado]

Si sobre un cuerpo no actúa una fuerza neta, este se mueve con velocidad constante en trayectoria rectilínea, o permanece en reposo.

2.       Un equipo de astronauta tiene una masa de 35 Kg, con él se sube hasta la Luna. ¿Tiene un peso mayor en la Luna o en la Tierra? ¿Y la masa dónde es mayor? [0,5 respuesta argumentada con vocabulario científico; 0,5 cada respuesta correcta]

La masa es la misma, pues la cantidad de materia no cambiará estemos en la Tierra o sobre la Luna. Otra cosa es el peso, al ser este el producto de la masa por la aceleración de la gravedad, “g”. El valor de esta última variable cambia de un cuerpo celeste a otro, e incluso si nos alejamos o acercamos al centro de un planeta. EL caso es que la g de la Luna es menor que la g de la Tierra, y por tanto pesa menos en la Luna que en la Tierra.

3.       Un muelle cuelga en vertical con una longitud de 10 cm, entonces se le coloca una masa de 50 gramos y se estira hasta medir 12 cm. ¿Cuál es la constante de elasticidad del muelle? [[0,5 croquis con todas las magnitudes dato o incógnita; 0,5 uso de unidades; 0,5 despeja antes de sustituir datos; 0,5 resultado]

El muelle está en equilibrio, por lo que el peso de la masa de 50g será igual a la fuerza elástica con la que tira el muelle.

F_elástica=K·(d’-d)

Peso=m·g

                                                                              K(d’-d)=mg

                                               K=mg/(d’-d)=(0,05Kg·9,8m/s²)/2cm=0,24N/cm

1.       Suma las siguientes fuerzas de forma gráfica: [0,5 cada una de ellas]

De azul los datos, de rojo las líneas auxiliares y la solución. La resultante es la ROJA

5.       Dos caballos tiran de un carro con fuerzas de 400 N cada uno de ellos,  y bajo una dirección de 30 º a ambos lados cada uno con respecto al avance del carro. Si el carro está atascado en el barro y no se mueve, ¿cuánto vale la fuerza que hace el suelo y que impide que ruede el carro? [0,5 croquis con todas las magnitudes dato o incógnita; 0,5 uso de unidades; 0,5 despeja antes de sustituir datos; 0,5 plantea ecuaciones estática, 0,5 resultado]

El rectángulo hace las veces de carro.

En líneas discontinua el eje coordenado donde decomponemos las fuerzas. El ángulo que ambas guardan con el eje X es 30º

Descomponemos las dos fuerzas de los caballos:

F_1X=F₁·cos(30)=400·cos(30)=346,4 N

F_1y=F_1·sen(30)=400·SEN(30)=200

F_2X=F₂·cos(30)=400·cos(30)=346,4 N

F_2y=F_2·sen(30)=400·SEN(30)=200 c omo está en el eje negativo de las Y, será -200

Sumamos vectorialmente las fuerzas:

F₁+F₂=(346,4i+200j)+(346,4i-200j)=692,8i Newtons

 6.       Una puerta necesita para abrirse un momento de 15 N·m. Tiene una anchura de 0,80 m. ¿Qué fuerza habrá que ejercer si tiramos desde el picaporte, situado en el extremo de la puerta? ¿Y si tiramos del pomo situado en la mitad de la puerta? [0,5 croquis con todas las magnitudes dato o incógnita; 0,5 uso de unidades; 0,5 despeja antes de sustituir datos; 0,25 cada resultado]

Suponiendo que el rectángulo es la puerta, cuya anchura es 0,8 metros.El momento necesario es siempre el mismo, despejamos y calculamos la fuerza:

N=F_A·d_a                                 F_a=N/d_A=15N·m/0,8m=18,75 N

N=F_B·d_B                                   F_B=N/d_B=15N·m/0,4m=37,5N

En el Segundo caso cuesta más.