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?.
? 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:
$\displaystyle \overrightarrow{F}=m\overrightarrow{a}$
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
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.
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.
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.
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.
$\displaystyle m=\frac{F}{a}=\frac{350N}{5.2\frac{m}{{{s}^{2}}}}=67.31kg$
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.
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.
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
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 y 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:
$\displaystyle {{F}_{{Neta}}}=49N$
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
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
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
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
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 ??
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Hola
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Esta bien..es muy útil
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Un camión genera un empuje hacia adelante de 2000 Newtons, se traslada
horizontalmente hasta detener el movimiento completamente, consumiendo 5000 Joules, que
distancia recorrió. -
Por favor pueden compartir los ejercicio resueltos de segunda ley de newton y de movimientos un agradecimiento infinito gracias
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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 -
Muy bien explicados los ejercicios, muchas gracias.
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Que presión ejerce 65 kg en un círculo del diámetro de 8 cm
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una fuerza de 20 newton actúa sobre un cuerpo cuya masa es de 80kg. calcular la aceleración de la masa de un cuerpo
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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
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Gracias, realmente estoy aprendiendo con eso.
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Calcula la aceleración que produce una fuerza de 350N sobre un cuerpo de 12 000 gramos
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Calcula la aceleración que produce una fuerza de 350N sobre un cuerpo de 12 000 gramos
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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 -
Muchas gracias, muy útiles los ejercicios para practicar y con soluciones que lo explican bien y aclaran las dudas.
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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
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Quien me ayuda
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en la primera es 3,84 m/s2
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Me sirvo de mucho
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Gracias, esto me ayudó mucho 🙂
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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?
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Disculpa es 112.72N o 112.72Kg?
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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
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Los ejercicios me han ayudado mucho estan bien explicados
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Es de admirar este trabajo, nos facilita bastante, no es tan complicados.
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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
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muchas gracias
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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
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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.
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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'
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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.-
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. -
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.
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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
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gracias por ayudarme a comprender la segunda ley de newton
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muy bien muy bien gracias
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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
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Y si te dicen en toneladas .. con.l se hace
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Muchas gracias, podre hacer mis ejercios de castigo
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lo redondearon
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Muy bueno.. Arranca de los más sencillo para poder Avanzar a lo mas difícil . Muchas gracias
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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 !!!!-
Lee bien y comprenderás
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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
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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
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lo redondearon
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No si redondeas los decimales 🙂
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no parcero no esta mal porque la respuesta de los ejercicios son aproximados
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Al redondear da 3.85
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el resultado es 3.846, entonces se puede redondear a 3.85
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Gracias por ese apoyo se agradece
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Me sirvo de mucho
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cuales son las 7 formulas??
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7 fórmulas
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Me encantan, GRACIAS Santa cloos por ayudarme en mis clases creo en ti.
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muchas Gracia por ayudarme en este ejercicio att:yeison beltre
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Cuantas formulas hay en la segunda ley de newton?
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solo hay una formula F=ma
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solo tres formulas son: f= m.a m= f/a a= f/m
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buenos ejemplos de leyes de Newton....porfa publiquen mas..gracias
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la unidad hay que expresarla siempre en la medida internacional, es decir kilos tiene que estar en gramos
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Kilogramos es la unidad del sistema internacional.
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Calcula la aceleración que produce una fuerza de 350N sobre un cuerpo de 12 000 gramos
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A = 350 N÷12kg=29.16 m/s²
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Para recordar... Se lanza un cuerpo de m kilogramos a una velocidad de v m/s contra una pared. Con que fuerza impacta?
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F=ma= m( (Vf - Vo ) / t ) = m ( - Vo / t ) = -mVo / t
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