Leyes de Newton

El siguiente es el diagrama de fuerzas de un objeto de masa m apoyado en una pared.

Donde F es la fuerza aplicada sobre el objeto, N es la fuerza normal que la pared ejerce sobre el objeto, Fr es la fuerza de fricción entre el objeto y la pared y mg es el peso del objeto. Si el cuerpo se desliza hacia abajo con velocidad constante, puede afirmarse que:

• mg es mayor que Fr

• F es menor que N

• mg es igual a Fr

• F es igual a mg

Un bloque de hierro pende de dos cuerdas iguales atadas a postes como muestra la figura. Las tensiones en las cuerdas son iguales.

Respecto a la situación anterior, el valor del peso del bloque es:

• 2T × sen Θ

• T × sen Θ

• 2T

• T × cos Θ

De dos dinamómetros iguales cuelga un cuerpo de masa 10 kg, como se muestra en la figura.

La medida de cada dinamómetro es:

• 50 N

• 5 N

• 10 N

• 100 N

Según la tercera ley de Newton si un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce una fuerza igual en magnitud y de dirección opuesta sobre el primer cuerpo. La siguiente figura muestra la secuencia del movimiento de un hombre remando.

De acuerdo con lo anterior, la canoa se mueve hacia adelante porque:

• La magnitud de la fuerza del remo sobre el agua hacia la derecha es mayor que la fuerza del agua sobre el remo en esta misma dirección.

• El remo ejerce una fuerza sobre el agua y esta ejerce una fuerza que empuja el remo y la canoa hacia adelante.

• El movimiento del remo genera olas y estas ejercen una fuerza hacia la derecha sobre la canoa que la hace mover hacia adelante.

• La fuerza que ejerce el remo sobre el agua va hacia la derecha y hace que el remo y la canoa se muevan en esta misma dirección.

En una fiesta, un niño sostiene una piñata por medio de una cuerda que pasa por una polea, como muestra la figura.

La piñata se mantiene en equilibrio y no se cae. Esto ocurre porque:

• El peso de la piñata disminuye con la altura.

• El niño está ubicado debajo de la polea.

• La polea sostiene por si sola el peso de la piñata.

• La fuerza que hace el niño es igual al peso de la piñata.

La segunda ley de Newton afirma que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él. En la siguiente figura se observa un bloque que se mueve sobre una mesa con rozamiento y su respectivo diagrama de fuerzas.

Si el bloque se mantiene acelerado, ¿cuál(es) de las siguientes fuerzas contribuye(n) a la aceleración horizontal del bloque y por qué?

• El peso y la normal, porque son las fuerzas causantes de que el bloque no se caiga verticalmente.

• La fricción solamente, porque es la fuerza que se opone al movimiento del bloque.

• El peso solamente, porque es la fuerza que causa la aceleracion del bloque debido a la gravedad.

• La fricción y la fuerza aplicada, porque estas actúan horizontalmente.

Un estudiante tiene cuatro cajas de madera iguales y piensa que las cajas contienen la misma cantidad de panela. Para probarlo, el estudiante le aplica una fuerza a cada caja y obtiene las aceleraciones que se muestran en la tabla.

El estudiante sabe que la fuerza (F) es igual a la masa (m) multiplicada por la aceleración (a) (F = m • a). Teniendo en cuenta la información anterior, se puede concluir que:

• La caja 1 tiene mayor contenido de panela que las démas cajas.

• Como se aplicó la misma fuerza, todas las cajas deben tener la misma cantidad de panela.

• Dadas las aceleraciones, las cajas contienen diferentes cantidades de panela.

• La caja 3 tiene menor contenido de panela que las demás cajas.