Ciencias Naturales · 9 EGB · 2024 — Página 194

Ciencias Naturales · 9 EGB · 2024

Ministerio de Educación del Ecuador

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Taller - Evaluación formativa sobre fuerzas no equilibradas

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Los cálculos aplican F=m·a, P=m·g y ecuaciones cinemáticas para resolver problemas de fuerzas no equilibradas. La gravedad varía por latitud, altitud y composición geológica.

📚 exercise ciencias-naturales ⭐⭐⭐⭐ Dificultad 4/5 ⏱ 25 min lectura

Solución — Página 194

Ciencias Naturales · 9 EGB · 2024

Ejercicio 1

a - Peso del carrito

F = 80 N, a = 4 m/s². Calcular peso.

Masa: m = F/a = 80/4 = 20 kg
Peso: P = m·g = 20 × 9.8 = 196 N

Ejercicio 1

b - Caja

m = 25 kg, $F_derecha$ = 180 N, $F_izquierda$ = 150 N

$F_resultante$ = 180 - 150 = 30 N
a = F/m = 30/25 = 1.2 m/s²

Ejercicio 1

c - Recipiente con agua

F = 40 N, 2 L de agua × 1 kg/L = 2 kg

a = F/m = 40/2 = 20 m/s²

Ejercicio 1

d - Objeto en Luna y Tierra

F = 12 N, $P_Luna$ = 98 N $(g_Luna$ = 1.62 m/s²)

Masa: m = $P_Luna/g_Luna$ = 98/1.62 = 60.5 kg
$a_Luna$ = F/m = 12/60.5 = 0.198 m/s²
$a_Tierra$ : misma masa, misma F (sin fricción) → $**a_Tierra$ = 12/60.5 = 0.198 m/s²** (misma aceleración porque F y m no cambian)

Ejercicio 1

e - Automóvil frenando

m = 1600 kg, v = 90 km/h = 25 m/s, $v_f$ = 0

a) En 5 s:

a = $(v_f$ - v)/t = (0 - 25)/5 = -5 m/s²
F = m·a = 1600 × (-5) = -8000 N (dirección contraria al movimiento)

b) En 50 m:

v² = v₀² + 2a·d → 0 = 25² + 2a(50) → a = -6.25 m/s²
F = 1600 × (-6.25) = -10000 N (-10 kN)

Ejercicio 1

f - Catapulta

m = 1000 kg, $v_f$ = 320 km/h = 88.89 m/s, t = 2 s, v₀ = 0

a = 88.89/2 = 44.44 m/s²
F = m·a = 1000 × 44.44 = 44 444 N ≈ 44.4 kN

Ejercicio 1

g - Tanque

m = 600 000 t = 6×10⁸ kg, v = 28 km/h = 7.78 m/s, d = 5000 m, $v_f$ = 0

v² = v₀² + 2a·d → 0 = 7.78² + 2a(5000) → a = -0.00605 m/s²
F = m·a = 6×10⁸ × (-0.00605) = -3.63×10⁶ N ≈ -3.63 MN

Ejercicio 2

Cuadro comparativo

Factor	Rapidez	Velocidad
¿Cómo se representa?	Escalar (solo magnitud)	Vectorial (magnitud + dirección)
¿Qué mide?	Distancia/tiempo	Desplazamiento/tiempo
¿Considera la dirección?	No	Sí

Ejercicio 3

(Trabajo colaborativo)

Máquinas y movimientos:

Rectilíneo acelerado: trenes, autos, ascensores
Parabólico: proyectiles, balones de fútbol, fuentes de agua
Circular: rueda de la fortuna, motores, helicópteros, satélites, batidoras

Ejercicio 4

(Actividad indagatoria)

La gravedad NO es uniforme en todo el planeta. Varía por:

Latitud: mayor en polos (9.83 m/s²), menor en ecuador (9.78 m/s²) por rotación terrestre y achatamiento
Altitud: disminuye con la altura (montañas)
Composición geológica local: anomalías gravitacionales por densidad de rocas subyacentes
Distancia al centro: a mayor distancia, menor gravedad

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Preguntas que la gente también hace

¿Cómo calcular fuerza de frenado?

Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.

¿La gravedad es uniforme?

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¿Cuál es la diferencia entre rapidez y velocidad?

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📌 Antes de leer esto

• F=m·a
• P=m·g
• Cinemática básica

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El Sistema Solar

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Taller Evaluación formativa

1,CN.4.8.1.

Realiza los siguientes cálculos:

a) Se aplica sobre un carrito con compras una fuerza de 80 N, con lo que se logra una aceleración de 4 m/s”. Averigua: ¿cuál es el peso del carrito y de su contenido?

b) Sobre una caja de 25 kg se aplica una fuerza hacia la derecha de 180 N y otra fuerza hacia la izquierda de 150 N. ¿Qué aceleración logrará alcanzar la caja?

c) Una fuerza neta de 40 N actúa sobre un recipiente que tiene 2,0 | de agua (densidad del agua 1 kg/!). pes: Determina la aceleración que resulta (desprecia la masa del recipiente).

d) Una fuerza horizontal de 12 N actúa sobre un objeto que descansa sobre una superficie plana sin fric- ción en la Luna, en donde el objeto tiene un peso de 98 N. a) ¿Cuál es la aceleración del objeto? b) ¿Cuál sería la aceleración del mismo objeto en una situación similar en la Tierra?

e) Un automóvil de 1 600 kg que viaja a 90 km/h en un camino plano y recto se lleva uniformemente al reposo. ¿Cuál es la magnitud y la dirección de la fuerza de frenado si este se hace en: a) un tiempo de 5 segundos o b) una distancia de 50 m?

f) Una catapulta para jets sobre un portaaviones acelera uniformemente del reposo a un aeroplano que pesa una tonelada métrica (1 000 kg), con una rapidez de despegue de 320 km/h en 2,0 segundos. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza neta sobre el aeroplano?

g) Un tanque grande pesa 600 000 toneladas métricas. Si va hacia el reposo con una rapidez de 28 km/h en línea recta, requiere una distancia de 5,0 km. ¿Cuál es la fuerza neta promedio que actúa sobre el tanque durante este tiempo?

Completa el siguiente cuadro comparativo entre rapidez y velocidad.

Factor que se compara ie | Rapidez 7

¿Cómo se representa?

¿Qué mide?

¿Considera la dirección?

bal folaborative ir

Formen grupos de cinco estudiantes. En cada grupo, encuentren El contacto visual facilita el in- ejemplos cotidianos de máquinas que empleen o produzcan objetos tercambio de ideas, sobre todo que se muevan con movimiento rectilíneo acelerado, en parábola o. cuando hay alguna dificultad con movimiento circular. Consigan imágenes que demuestren cómo auditiva, actúan las fuerzas en esos casos.

Expongan su trabajo frente al resto de la clase. Q

igerencias a investigar

Compara la magnitud de la gra- vedad en diferentes regiones del planeta y correlaciona estos 4. Averigua si la gravedad es uniforme en todos los lugares del planeta y valores con la cantidad de masa a qué se debe este fenómeno. que debería haber en esos sitios para que corrobores la informa-

ción teórica obtenida.

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