1. Fuerza de roce ESTÁTICO - Colegio Adventista La Serena
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Transcript 1. Fuerza de roce ESTÁTICO - Colegio Adventista La Serena
COLEGIO ADVENTISTA DE LA SERENA
DEPTO. DE MATEMÁTICAS Y FÍSICA
DOCENTE: HERNÁN ALEXIS AROS NÚÑEZ
Estudia causas del
movimiento
que se rige por
DINÁMICA
Inercia
LEYES DE NEWTON
Fundamental de
la dinámica
Pueden
producir
Fuerza
tienen
Acción y Reacción
tipos
Módulo
El peso
Dirección
La normal
Sentido
La tensión
Aceleración
Aprendizajes esperados
•
Comprender el concepto de fuerza de roce.
•
Aplicar los conceptos de roce estático y roce cinético.
•
Comprender el concepto de fuerza elástica.
Pregunta oficial PSU
Un bloque que pesa 20 N se empuja sobre la cubierta horizontal de una mesa con una
fuerza de 18 N. El coeficiente de roce cinético entre el bloque y la cubierta es 0,4.¿Cuál
es la aceleración del bloque? (Considere la aceleración de gravedad igual a 10 )
m
s2
A)
0,5
B)
1,0
C)
5,0
D)
9,0
E) 10,0
m
s2
m
s2
m
s2
m
s2
m
s2
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2010
1. Fuerza de roce
2. Roce estático
3. Roce cinético
4. Fuerza elástica
1. Fuerza de roce
1.1 Características
• Se opone al movimiento entre superficies en contacto.
• Es proporcional a la fuerza normal que ejerce el plano sobre el cuerpo.
• Depende del material de las superficies en contacto.
1. Fuerza de roce
Aplicada a nuestra vida cotidiana:
1. Fuerza de roce
DCL de la fuerza de roce:
N
F
Para calcular la fuerza de roce:
Froce
P
f roce μ N
Las unidades utilizadas para la fuerza de roce:
Donde :
μ : Coeficiente de roce
N : Fuerza nor mal
S .I . : NewtonN
C.G.S . : Dinadina
Ejercicios
5. En general, la fuerza de roce puede expresarse como froce= µ·N, donde µ es el coeficiente
de roce y N es la fuerza normal.
Se puede afirmar que el coeficiente de roce
I) es un número adimensional.
II) es independiente de la fuerza de roce y la normal.
III) depende del tipo de superficies en contacto.
Es(son) correcta(s)
A) sólo I.
B) sólo II.
C) sólo III.
D) sólo I y II.
E) I, II y III.
Ejercicio 5 guía Dinámica II: Fuerza de roce
E
Conocimiento
1. Fuerza de roce
1.2 Tipos
• ESTÁTICO
Actúa cuando el cuerpo está en
reposo.
• CINÉTICO
Actúa cuando existe un movimiento
relativo entre las superficies en contacto.
2. Roce estático
2.1 Características
• Es una fuerza de reacción.
• Es una fuerza variable.
• Posee un valor máximo, que se calcula como:
f S μS N
Ejemplo: Cuerpo en reposo
F
Su DCL es
Froce
N
P
F
2. Roce estático
La fuerza de roce estático tiene un valor máximo (límite) cuando el
cuerpo está a punto de moverse.
Ejercicios
10. Un bloque de 100 [kg] de masa es empujado con una fuerza horizontal de 80[N]
paralela a la superficie. Si el bloque está en reposo y el coeficiente de roce estático entre el
bloque y la superficie es 0,12, el módulo de la fuerza de roce es
A)
0 [N]
B) 40 [N]
C) 60 [N]
D) 80 [N]
E) 120 [N]
Ejercicio 10 guía Dinámica II: Fuerza de roce
D
Aplicación
3. Roce cinético
3.1 Características
• No es una fuerza de reacción.
• Es una fuerza constante.
• Posee un valor único, que se calcula como:
f K μK N
Ejemplo: Cuerpo en movimiento
F2 F1
FK cte.
F1
FK cte.
FK
La fuerza de roce cinético es siempre menor que la fuerza de roce
estático máxima.
Ejercicios
9. Sobre un plano horizontal se empuja un cuerpo de 10 [N] de peso con una fuerza
constante, paralela al plano, cuyo valor es 4 [N]. Si el cuerpo mantiene una velocidad
m
constante de 5 .¿Cuál es el coeficiente
de roce entre el plano y el cuerpo?
s
A) 0,20
B) 0,25
C) 0,30
D) 0,40
E) 0,50
Ejercicio 9 guía Dinámica II: Fuerza de roce
D
Aplicación
4. Fuerza elástica
4.1 Características
• Es la fuerza de reacción que actúa para devolver un
resorte o elástico a su longitud natural.
• Los resortes o elásticos ejercen fuerzas que empujan
en contra del desplazamiento, respecto de su posición
de equilibrio.
Fe
P
Los cuerpos elásticos se deforman ante la acción de una fuerza, volviendo
a su forma original una vez que dicha fuerza deja de actuar.
4. Fuerza elástica
4.2 Ley de Hooke
La fuerza elástica está asociada a la constante de
elasticidad del cuerpo y a la deformación
producida.
Ley de Hooke
Fe k x
x
Fe
P
Gráficamente:
F (Módulo de la fuerza)
El signo “-” indica que la fuerza elástica
se opone a la deformación.
Δx (deformación)
Ejemplo
Sea FD la fuerza
deformadora y Fe la
fuerza elástica.
FD P m g
Fe k Δx
Para calcular
constante k:
x
la
Fe FD
Fe
P
La constante k tiene unidades
k Δx m g
m g
k
Δx
N en S.I.
m
Ejercicios
8. Si un resorte se estira 10 [cm] cuando se cuelga de él un cuerpo de 500 [g], entonces su
constante de rigidez es
A) 5
N
m
B) 10
N
m
C) 15
N
m
D) 25
N
m
E) 50
N
m
Ejercicio 8 guía Dinámica II: Fuerza de roce
E
Aplicación
Pregunta oficial PSU
Un bloque que pesa 20 N se empuja sobre la cubierta horizontal de una mesa con una
fuerza de 18 N. El coeficiente de roce cinético entre el bloque y la cubierta es 0,4.¿Cuál
es la aceleración del bloque? (Considere la aceleración de gravedad igual a 10 )
m
s2
A)
0,5
B)
1,0
C)
5,0
D)
9,0
E) 10,0
m
s2
m
s2
m
s2
m
s2
m
s2
En PSU debes considerar la fuerza de
roce sólo cuando se haga explícito en el
problema.
C
Aplicación
Síntesis de la clase
Pueden
producir
FUERZA
tienen
Aceleración
tipos
Módulo
Dirección
Sentido
Fuerza de roce
Asociada a superficies
en contacto
Estático
Cinético
Valor máximo
Valor único
f s s N
f K K N
Fuerza elástica
Asociada a resortes
y elásticos
Fe k x