Segunda Ley de Newton - Ejercicios Resueltos

¿Qué tal lectores? Antes de comenzar a ver ejercicios resueltos de la segunda ley de Newton, es importante haber leído Las tres leyes de Newton (Click aquí para leer el post)  ya que a partir de la teoría explicada en ese artículo, vamos a poder entender con profundidad los ejemplos resueltos y no tendremos ninguna dificultad, así que si ya leíste las tres leyes, entonces es momento de practicar y poner a prueba nuestros conocimientos. 😎

Ten siempre en cuenta que el fundamento teório es esencial para comprender a profundidad el como interactúan las fuerzas, la masa, y la aceleración en distintos contextos. Vamos a conectar con ejercicios de fuerzas de fricción. ¿Cómo afecta el movimiento de un objeto en contacto con superficies rugosas?, sobre plano inclinado donde veremos como descomponer fuerzas y calcular el movimiento de objetos en pendientes, así como el peso y la fuerza neta. ¿Cómo influye la gravedad en el peso de los cuerpos y cómo determinar la fuerza total aplicada?.

Índice de Contenido
  1. ? Fórmula de la Segunda Ley de Newton
    1. ? Fórmula para calcular el Peso de un objeto
  2. Ejercicios Resueltos de la Segunda Ley de Newton
  3. ? Ejercicios para Practicar de la Segunda Ley de Newton

? Fórmula de la Segunda Ley de Newton

Si bien la segunda Ley de Newton nos advierte, que la fuerza F que actúa en un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración y a la masa. Y la escribíamos matemáticamente mediante la siguiente fórmula:

Fórmula de la segunda ley de newton

$\displaystyle \overrightarrow{F}=m\overrightarrow{a}$

De aquí podemos decir que entre mayor sea la masa de un cuerpo, tanto mayor será su inercia; es decir, la masa de un cuerpo es una medida de la inercia del mismo.

Dónde:

F = Magnitud de la fuerza aplicada a un cuerpo (N)

m = Masa del cuerpo (kg)

a = Magnitud de la aceleración que recibe el cuerpo (m/s²)

? Fórmula para calcular el Peso de un objeto

Fórmula para calcular el peso

Dónde:

P = Magnitud del peso del cuerpo (N)

m = Masa del cuerpo (kg)

g = Magnitud de la aceleración de la gravedad (m/s²)

Tanto la fórmula de la segunda Ley de Newton como la del peso son exactamente la misma, el peso de un cuerpo representa la magnitud de la fuerza con que la tierra atrae a la masa de un cuerpo.

La segunda ley de Newton
La segunda ley de Newton es una de las leyes básicas de la mecánica; es útil en el análisis de los movimientos planetarios, así como la explicación de la atracción de los cuerpos mediante la gravitación universal, su aplicación puede ser usada en diversas disciplinas, no solo en la física.

Ejercicios Resueltos de la Segunda Ley de Newton

Empecemos con los ejemplos resueltos de ésta segunda ley, estos problemas bien pueden ser para un nivel de secundaria o preparatoria, ESO, etc... Veamos entonces.

Ejemplo 1.- Calcular la magnitud de la aceleración que produce una fuerza cuya magnitud es de 50 N a un cuerpo cuya masa es de 13,000 gramos. Expresar el resultado en m/s^2

Solución: En el ejemplo, tenemos prácticamente nuestros datos, que es lo primero que tenemos que hacer.

F = 50 N

m = 13,000 gramos

a = ?

Hacemos la conversión de los gramos a kilogramos, ya que son las unidades del sistema internacional.

$\displaystyle m=13000g\left( \frac{1kg}{1000g} \right)=13kg$

Despejando la aceleración de la fórmula de la segunda ley de Newton, tenemos:

$\displaystyle a=\frac{F}{m}=\frac{50N}{13kg}=3.85\frac{m}{{{s}^{2}}}$

Que vendría a ser nuestro resultado.

Ejemplo 2.- Calcular la masa de un cuerpo si al recibir una fuerza cuya magnitud de 350 N le produce una aceleración cuya magnitud es de 520 cm/s^2. Exprese el resultado en kg (Unidad de masa del sistema internacional). 

Solución: Hacemos lo mismo del paso anterior, vamos a colocar nuestros datos, con ello tenemos entonces:

F = 350 N

a = 520 cm/s^2

m = ?

Vamos a colocar a nuestra aceleración en unidades de metros por segundo al cuadrado, para ello hacemos nuestra conversión.

$\displaystyle a=520\frac{cm}{{{s}^{2}}}\left( \frac{1m}{100cm} \right)=5.2\frac{m}{{{s}^{2}}}$

Ahora si podemos despejar a la masa de la fórmula de Newton.

$\displaystyle m=\frac{F}{a}=\frac{350N}{5.2\frac{m}{{{s}^{2}}}}=67.31kg$

Ejemplo 3.- Determinar la magnitud de la fuerza que recibe un cuerpo de 45 kg, la cual le produce una aceleración cuya magnitud es de 5 m/s^2.

Solución: Pasamos a escribir los datos:

m = 45 kg

a = 5m/s^2

F = ?

Entonces aplicamos la fórmula de la segunda Ley de Newton

$\displaystyle F=ma=(45kg)(5\frac{m}{{{s}^{2}}})=225N$

Qué vendría a ser nuestra fuerza.

Ejemplo 4.- Determinar la magnitud del peso de una persona cuya masa es de 90 kg.

Ejercicio de la segunda ley de newton

Solución:

Para poder encontrar el peso de una persona, tenemos que recurrir a nuestra fórmula de la segunda ley de newton pero en términos del peso, es decir:

$\displaystyle P=mg$

los datos que tenemos son:

$\displaystyle m=90kg$

$\displaystyle g=9.8\frac{m}{{{s}^{2}}}$

Teniendo en cuenta los datos, solo basta sustituir los datos en la fórmula:

$\displaystyle P=mg=(90kg)(9.8\frac{m}{{{s}^{2}}})=882N$

Es decir que el peso de la persona es de 882 Newtons.

 Problema 5. Un objeto de 2,500 gramos es sometido a una fuerza de 15 N. Calcula su aceleración en m/s²

Solución:

Lo primero que haremos será convertir la masa a kilogramos:

$\displaystyle m=2500g\left( {\frac{{1kg}}{{1000g}}} \right)=2.5kg$

Aplicamos la fórmula de la aceleración:

$\displaystyle a=\frac{F}{m}=\frac{{15\frac{m}{{{{s}^{2}}}}}}{{2.5kg}}=6\frac{m}{{{{s}^{2}}}}$

Por lo tanto la aceleración del objeto será de 6 m/s²

 Problema 6. Un bloque de 10 kg está sobre un plano inclinado a 30°. Calcula la fuerza neta que provoca su deslizamiento (ignorar fricción)

Solución:

Lo primero que haremos será determinar la componente de fuerza gravitacional paralela al plano:

$\displaystyle {{F}_{{paralela}}}=m\cdot g\cdot sen\theta $

Dónde: g = 9.8 m/s² θ = 30°

Sustituimos valores:

$\displaystyle {{F}_{{paralela}}}=\left( {10kg} \right)\left( {9.8\frac{m}{{{{s}^{2}}}}} \right)\left( {sen30{}^\circ } \right)=49N$

Por lo que la fuerza neta, sería:

$\displaystyle {{F}_{{Neta}}}=49N$

 Problema 7. Un objeto tiene una masa de 15 kg. Calcula su peso en marte, donde $\displaystyle g=3.7\frac{m}{{{{s}^{2}}}}$

Solución:

Aplicaremos la fórmula del peso, que prácticamente es parte de la 2da Ley de Newton:

$\displaystyle P=m\cdot g$

Sustituyendo los valores del peso:

$\displaystyle P=\left( {15kg} \right)\cdot \left( {3.7\frac{m}{{{{s}^{2}}}}} \right)=55.5N$

Por lo que obtendríamos un peso en marte de 55.5 Newtons

Problema 8. Un bloque de 20 kg se desliza sobre una superficie horizontal con una fuerza aplicada de 120 N. El coeficiente de fricción cinética es $\displaystyle {{\mu }_{k}}=0.3$ . Calcula la aceleración del bloque.

Solución:

Vamos a calcular la fuerza de fricción con la siguiente fórmula:

$\displaystyle {{F}_{{friccion}}}={{\mu }_{k}}\cdot m\cdot g$

Sustituyendo nuestros datos en la fórmula:

$\displaystyle {{F}_{{friccion}}}=\left( {0.3} \right)\left( {20kg} \right)\left( {9.8\frac{m}{{{{s}^{2}}}}} \right)=58.8N$

Determinando la fuerza neta:

$\displaystyle {{F}_{{neta}}}={{F}_{{aplicada}}}-{{F}_{{friccion}}}$

Sustituimos:

$\displaystyle {{F}_{{neta}}}=120N-58.8N=61.2N$

Ahora, calculamos la aceleración:

$\displaystyle a=\frac{{{{F}_{{neta}}}}}{m}=\frac{{61.2N}}{{20kg}}=3.06\frac{m}{{{{s}^{2}}}}$

Por lo que la aceleración del bloque es de 3.06 m/s²

 Problema 9. Dos bloques están conectados por una cuerda y tirados por una fuerza de 50 N. El bloque A tiene 5 kg y el bloque B tiene 8kg. (ignore la fricción). ¿Cuál es la aceleración del sistema?

Solución:

Primero calcularemos la masa total del sistema:

$\displaystyle {{m}_{{total}}}={{m}_{A}}+{{m}_{B}}=5+8=13kg$

Usamos la fórmula de la aceleración:

$\displaystyle a=\frac{{{{F}_{{aplicada}}}}}{{{{m}_{{total}}}}}$

Sustituyendo:

$\displaystyle a=\frac{{50N}}{{13kg}}\approx 3.85\frac{m}{{{{s}^{2}}}}$

Por lo que la aceleración del sistema será de 3.85 m/s²

 Problema 10. Un objeto de 20 kg es empujado con una fuerza de 100 N. La fricción aplicada es de 40N. Calcula su aceleración en km/h²

Solución:

Vamos a calcular la fuerza neta:

$\displaystyle {{F}_{{neta}}}={{F}_{{aplicada}}}-{{F}_{{friccion}}}$

Sustituyendo:

$\displaystyle {{F}_{{neta}}}=100-40=60N$

Determinamos la aceleración en $\displaystyle \frac{m}{{{{s}^{2}}}}$

$\displaystyle a=\frac{{{{F}_{{neta}}}}}{m}=\frac{{60N}}{{20kg}}=3\frac{m}{{{{s}^{2}}}}$

Sin embargo el problema nos pide convertir la aceleración a kilometros sobre horas al cuadrado. Entonces haremos la conversión de unidades.

$\displaystyle a=3\frac{m}{{{{s}^{2}}}}\left( {\frac{{1km}}{{1000m}}} \right)\left( {\frac{{3600s}}{{1hr}}} \right)\left( {\frac{{3600s}}{{1hr}}} \right)=38,880\frac{{km}}{{h{{r}^{2}}}}$

Lo que sería nuestra aceleración 38,880 km/hr²

 Problema 11. Un bloque de 15 kg está sobre un plano inclinado a 45°. El coeficiente de fricción es $\displaystyle {{\mu }_{k}}=0.2$ Calcula la fuerza neta que actúa sobre el bloque

Solución:

Procedemos a calcular la fuerza paralela al plano:

$\displaystyle {{F}_{{paralela}}}=m\cdot g\cdot sen\theta $

Sustituyendo los valores que tenemos:

$\displaystyle {{F}_{{paralela}}}=\left( {15kg} \right)\left( {9.8\frac{m}{{{{s}^{2}}}}} \right)sen45{}^\circ \approx 103.99N$

Ahora procedamos a calcular la fuerza de fricción:

$\displaystyle {{F}_{{friccion}}}={{\mu }_{k}}\cdot m\cdot g\cdot \cos \theta $

Por lo que nuestra fricción será:

$\displaystyle {{F}_{{friccion}}}=\left( {0.2} \right)\left( {15kg} \right)\left( {9.8\frac{m}{{{{s}^{2}}}}} \right)\cos 45{}^\circ \approx 20.8N$

Ahora si, calculamos la fuerza neta:

$\displaystyle {{F}_{{neta}}}={{F}_{{paralela}}}-{{F}_{{friccion}}}=103.99N-20.8\approx 83.19N$

Por lo que la fuerza neta que actúa sobre el bloque es de 83.19 Newtons

? Ejercicios para Practicar de la Segunda Ley de Newton

Ahora es momento de practicar, y que finalmente puedas ver los resultados explicados paso a paso para corroborar si has obtenido la respuesta correcta ??

 Problema 5. Calcular la masa de un sillón cuyo peso tiene una magnitud de 410 N

Ejercicio sobre la segunda ley de newton

? Ver Solución

 Problema 6. Determinar la magnitud de la fuerza neta que debe aplicarse a un bloque de madera cuyo peso tiene una magnitud de 8N, para que adquiera una aceleración cuya magnitud es de 0.5 m/s²

Ejercicios de la segunda ley de newton

? Ver Solución

Problema 7. Calcular la magnitud de la aceleración que recibirá el siguiente bloque como resultado de las fuerzas aplicadas 

Segunda Ley de Newton problemas

? Ver Solución

 

Valoración: 4 (1 votos)

Carlos Julián

Carlos Julián es el fundador de Fisimat, es Ingeniero Mecatrónico, Profesor y Programador, cuenta con una Maestria en Ciencias de la Educación, creador de contenido activo a través de TikTok @carlosjulian_mx

Estos temas te pueden interesar

    70 Deja tu comentario

  1. Jesús Elías González Quintero dice:

    Hola

  2. Jazmín dice:

    Esta bien..es muy útil

  3. wiloim dice:

    Un camión genera un empuje hacia adelante de 2000 Newtons, se traslada
    horizontalmente hasta detener el movimiento completamente, consumiendo 5000 Joules, que
    distancia recorrió.

  4. Reynalda irigoyen maldonado dice:

    Por favor pueden compartir los ejercicio resueltos de segunda ley de newton y de movimientos un agradecimiento infinito gracias

  5. KRISTHEL dice:

    En una mecánica un motor de un vehículo de 800 n está suspendido de una polea calcular la tensión en el cable que lo sujeta cuando el cuerpo
    A) sube con una aceleración de 3 m/s²
    B) baja con una aceleración de 3 m/s²

  6. Ruth Vasquez dice:

    Muy bien explicados los ejercicios, muchas gracias.

  7. Roberto pecina dice:

    Que presión ejerce 65 kg en un círculo del diámetro de 8 cm

  8. valeria dice:

    una fuerza de 20 newton actúa sobre un cuerpo cuya masa es de 80kg. calcular la aceleración de la masa de un cuerpo

  9. Una particula de 900kg,se halla en reposo al aplicarle una fuerza se desplaza 600metros en 20segundos que fuerza se aplico a la particula para desplazarse a=2d/t2 F=m.a

  10. Necton dice:

    Gracias, realmente estoy aprendiendo con eso.

  11. Calcula la aceleración que produce una fuerza de 350N sobre un cuerpo de 12 000 gramos

  12. Jean Pierre azmar dice:

    Calcula la aceleración que produce una fuerza de 350N sobre un cuerpo de 12 000 gramos

  13. Maricelis dice:

    6. Calcular en cada caso la aceleración del sistema y la tensión de la cuerda si el
    coeficiente de rozamiento entre el bloque y la superficie es de 0,3

  14. User dice:

    Muchas gracias, muy útiles los ejercicios para practicar y con soluciones que lo explican bien y aclaran las dudas.

  15. Mgl dice:

    Una masa de 30kg se mueve a razon de 8/s y despues de 7 segundo su velocidad es de 19/s. ¿ calcular la magnitud de la fuerza que acelera la masa

    1. Mgl dice:

      Quien me ayuda

  16. Andrés dice:

    en la primera es 3,84 m/s2

    1. Dominga dice:

      Me sirvo de mucho

  17. Vic dice:

    Gracias, esto me ayudó mucho 🙂

  18. Maria del Rosario dice:

    SE LE APLICA UNA ACELERACIÓN DE 8 m/s² a UN objeto de 112.72 N ¿De que magnitud es la fuerza aplicada que le produzca está aceleración?

    ¿Me pueden ayudar?

    1. Ale dice:

      Disculpa es 112.72N o 112.72Kg?

  19. Yari dice:

    Una pregunta si el cuerpo es de 200kg adquiriendo una velocidad de 108km/h en 10 segundos cuando se le comunica una fuerza de 98N

  20. Andrea dice:

    Los ejercicios me han ayudado mucho estan bien explicados

  21. Alfonso Si Cuc dice:

    Es de admirar este trabajo, nos facilita bastante, no es tan complicados.

  22. Melanie dice:

    Cuál será la fuerza resultante sobre un bloque de 2 kg en una mesa si se le aplica una fuerza de 10 n y existe una fuerza de fricción de 2 N

  23. F dice:

    muchas gracias

  24. S.Miranda dice:

    Yo estaba buscando, una página que me ayude a hacer mi tarea y me encontré la misma página que la miss uso, me sirvió mucho gracias

    1. Nos da muchísimo gusto 😀

      1. Diana dice:

        Más contenido

        1. Estamos trabajando en ello Diana, gracias!

  25. A. Salvador dice:

    Buscando las leyes de Newton llegue a tu blog. Muy bueno todo, lo utilizaré para mis alumnos y te citaré para que también ellos te busquen. Gracias.

  26. zula dice:

    Hola buenas tardes tengo una duda en la formulación del siguiente problema: ¿Cómo puedo resolverlo??? Determine el valor de su masa en kg y el de 3 miembros de su familia. Luego calcule el valor del peso de cada uno en la tierra y en la luna'

  27. Elaine Carrillo dice:

    Calcular la magnitud de la aceleracion que produce una fuerza cuya magnitud es de 150N a un cuerpo cuya masa es de 15kg Expresar el resultado en m/s2.
    Me pueden ayudar por favor.

    1. Elxilustre dice:

      La aceleracion es igual a 10m/s2.
      Lo que hace es usar la formula F=m.a y despejas m, quedaria como a=F/m.

    2. Ale dice:

      La aceleracion es igual a 10m/s2.
      Lo que hace es usar la formula F=m.a y despejas m, quedaria como a=F/m.

  28. ergue dice:

    oye tu te equivocastes mas bien aprende que cuando sacas la cuenta completa el resultado es 3.8461538462 y si nunca vistes clases de fisica cuando al tercer numero es superior al 5 se le suma uno adicional a los primeros dos que corren del punto

  29. wilmer jaldin dice:

    gracias por ayudarme a comprender la segunda ley de newton

  30. XZX dice:

    muy bien muy bien gracias

  31. Chris fabricio dice:

    Tengo una duda en la segunda ley de newton hay u os problemas que se dividen o se multiplican ejemplo en el problemas 1 y en el problema 3 alguien pierde explicarme

  32. Cesar dice:

    Y si te dicen en toneladas .. con.l se hace

  33. anonimus, no broma soy yo :D dice:

    Muchas gracias, podre hacer mis ejercios de castigo

  34. Benjamin dice:

    lo redondearon

  35. Ivana dice:

    Muy bueno.. Arranca de los más sencillo para poder Avanzar a lo mas difícil . Muchas gracias

  36. Sa dice:

    Esta mal el problema 1
    Según esto tenemos que dividir 50 entre 13 ahí dice que da 3.85
    Pero da 3.84 está mal !!!!

    1. El problema es una centésima, no pasa nada. De hecho lo más recomendable es dejar marcada la división.

    2. Marcelo dice:

      Lee bien y comprenderás

      1. Ma Guadalupe Rios Cano dice:

        Hola buen dia
        El maestro de Ciencias naturales de Secundaria de mi hijo
        Le encargo 10 problemas de F=ma
        Y 10 problemas de m=f/a
        Y 10 problemas de a= F/m
        Me podran ayudar y mandarme algunos problemas?
        Muchusimas gracias

    3. freddyfanbear dice:

      no esta mal lo que pasa es que da 3.846..... y al ser el ultimo decimal mayor de 5 se le suma 1 al anterior en este caso 3.85

    4. Benjamin dice:

      lo redondearon

    5. Michel dice:

      No si redondeas los decimales 🙂

    6. jheferson dice:

      no parcero no esta mal porque la respuesta de los ejercicios son aproximados

    7. Isma dice:

      Al redondear da 3.85

    8. Cristina dice:

      el resultado es 3.846, entonces se puede redondear a 3.85

  37. Raúl gonzalez dice:

    Gracias por ese apoyo se agradece

    1. Gracias a ti Raúl. Saludos

    2. Dominga dice:

      Me sirvo de mucho

  38. Luis Enrique dice:

    cuales son las 7 formulas??

  39. Yadira dice:

    7 fórmulas

  40. Yusmary martinez dice:

    Me encantan, GRACIAS Santa cloos por ayudarme en mis clases creo en ti.

    1. yeison beltre dice:

      muchas Gracia por ayudarme en este ejercicio att:yeison beltre

  41. Juan jose dice:

    Cuantas formulas hay en la segunda ley de newton?

    1. Michel dice:

      solo hay una formula F=ma

    2. frida dice:

      solo tres formulas son: f= m.a m= f/a a= f/m

  42. JUAN dice:

    buenos ejemplos de leyes de Newton....porfa publiquen mas..gracias

  43. GuilleModZ dice:

    la unidad hay que expresarla siempre en la medida internacional, es decir kilos tiene que estar en gramos

    1. Alex dice:

      Kilogramos es la unidad del sistema internacional.

      1. Jean Briceño dice:

        Calcula la aceleración que produce una fuerza de 350N sobre un cuerpo de 12 000 gramos

        1. Evelin dice:

          A = 350 N÷12kg=29.16 m/s²

  44. Juan Rodríguez dice:

    Para recordar... Se lanza un cuerpo de m kilogramos a una velocidad de v m/s contra una pared. Con que fuerza impacta?

    1. JOAQUIN SALAZAR dice:

      F=ma= m( (Vf - Vo ) / t ) = m ( - Vo / t ) = -mVo / t

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Tu puntuación: Útil

Subir