Guía DE Física 10° - Periodo III- 2024.pdf

Rama de la Mecánica que estudia el movimiento de los cuerpos analizando la causa que lo produce.
Todo movimiento es producido o modificado por la acción de una FUERZA.
CONCEPTO DE FUERZA: Fuerza es toda acción o influencia que modifica
el estado de reposo o de movimiento de un objeto o simplemente produce una
deformación en el cuerpo.
Las fuerzas se miden por los efectos que producen, es decir, a partir de las
deformaciones o cambios de movimiento que producen sobre los objetos.
Algunas veces las fuerzas sólo producen deformaciones como sucede en el
caso de un resorte o a una banda de caucho que se estira.
Las fuerzas se miden con el Dinamómetro que es un muelle o resorte
graduado para distintas fuerzas. En el S.I de unidades, la fuerza se mide en
Newton (N).
La fuerza es una magnitud vectorial. Esto significa que tiene módulo,
dirección y sentido. Además, para determinar la acción de una fuerza se debe
tener en cuenta su punto de aplicación.
Cuando dos fuerzas actúan sobre un objeto podemos utilizar la expresión: (F1+F2)2
= F1
2
+ F2
2
-2F1F2Cosα
Ejemplo 1: Dos amigos, empujan un sofá en la misma dirección y sentido. El primero de ellos ejerce una fuerza
de 10 N y el segundo 8 N. ¿Cuál es la fuerza resultante con la que empujan el sofá?
',1$0,&$
Solución:
Datos
F1 = 10 N
F2 = 8 N
FR = ?
Ejemplo 2: Determinar la fuerza resultante en cada uno de los siguientes casos
Las fuerzas concurrentes tienen la misma dirección
aunque sentido contrario, por tanto el valor de la fuerza
resultante será el valor absoluto de la resta de ambas y
su dirección la de la mayor de ellas.
FR = | 5N - 3N | = 2 N
dirección horizontal y sentido hacia la derecha.
En este caso ambas fuerzas forman un ángulo de 90º, por
tanto la fuerza resultante será la raíz de la suma de los
cuadrados de ambas fuerzas.
Te invito a ver el video explicativo: https://www.youtube.com/watch?v=jTQsyqjjLSk
Dado que las fuerzas que ejercen son concurrentes y se aplican en la misma dirección y
sentido, ambas pueden ser sustituidas por una única fuerza resultante cuyo efecto es el
mismo que aplicar las dos anteriores. El módulo de la nueva fuerza resultante se calcula:
FR = F1 + F2
FR = 10 N + 8 N
FR = 18 N

Antes de vivir el mundo de las leyes de Newton, se hace necesario definir el concepto de fuerza.
→ La fuerza es la acción de un cuerpo sobre otro que causa el
movimiento, es una magnitud de tipo vectorial. Por lo
anterior tiene valor, dirección y sentido. (se mide en
Newton).
→ La masa es la magnitud que indica la cantidad de materia de la
que está formado el cuerpo en movimiento, (se mide en Kg en el
S.I).
→ Isaac Newton, fue un científico inglés (1643 – 1727), estableció
que todo movimiento se encuentra regido por tres leyes.
→ Si no existen fuerzas externas que actúen sobre un cuerpo, éste permanecerá en reposo o
se moverá con una velocidad constante en línea recta.
→ Cuando se presenta un cambio en el movimiento de un cuerpo, éste presenta un nivel de resistencia
denominado INERCIA. Si has ido en un vehículo que ha frenado de improviso y tú has debido detenerte con
tus propias manos, has experimentado lo que es la inercia. Por tanto, a la primera ley de Newton también
se le conoce como ley de la inercia.
Ver video de la ley de Inercia: https://youtu.be/UnpJmqPC8hU
→ La segunda ley de newton expresa:
“Al aplicar una fuerza a un cuerpo, éste se acelera. La aceleración se produce en la misma dirección que la
fuerza aplicada y es inversamente proporcional a la masa del cuerpo que se mueve. Recuerda que la fuerza y
la aceleración son magnitudes vectoriales por lo que tienen un valor, una dirección y un sentido”.

→ La tercera ley de newton postula que:
“La fuerza que impulsa un cuerpo genera una fuerza igual que va en sentido contrario. Es decir, si un
cuerpo ejerce fuerza en otro cuerpo, el segundo cuerpo produce una fuerza sobre el primero con igual
magnitud y en dirección contraria. La fuerza siempre se produce en pares iguales y opuestos. Por esta
razón, a la tercera ley de Newton también se le conoce como ley de acción y reacción”.
→ El peso de los cuerpos (W): es la fuerza con que la Tierra atrae a todos los cuerpos que se encuentran
cerca de su superficie. Es una magnitud de tipo escalar y se representa como un vector vertical
dirigido hacia abajo.
Si un cuerpo pesa 200 N entonces su masa es
m= W/g = 200Kg.m/s2
/ 10 m/s2
= 20 Kg.
Si un cuerpo tiene 50Kg de masa entonces pesará
W= m*g =50Kg*10 m/s2
= 500N.

NOTA: Fecha de entrega: 20/ Agosto / 2021

APLICACIÓN DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON
1. Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas en sentido contrario.
Hacia la derecha se ejerce una fuerza de 12 u y hacia la
izquierda una fuerza de 5 u. Calcula la magnitud y dirección
de la fuerza resultante.
1 2
Fr F F
= − Fr = 12 u – 5 u = 7 u hacia la derecha.
2. Dos fuerzas de 8 u y 6 u, mutuamente perpendiculares, actúan
sobre un cuerpo. Hallar el valor de la fuerza resultante.
Solución: Cuando los vectores son Perpendiculares, el valor de la
resultante se halla mediante el teorema de Pitágoras:
2 2
1 2
Fr F F
= + ( ) ( )
2 2
8 6 10
r
F u u u
= + =
3. ¿Qué fuerza se debe ejercer sobre un cuerpo de 12 kg de masa para que se acelere a razón de 3,5 m/s2
?
Solución: Se aplica la formula de la segunda ley de Newton.
F = ma = (12 kg)(3,5 m/s2) F = 42 N
4. Sobre un cuerpo de 4 kg de masa, inicialmente en reposo, actúa una fuerza de 32 N, ¿qué velocidad
llevará el cuerpo cuando ha recorrido 14 m?
Solución:
Cálculo de la aceleración: 2
8
4
32
s
m
kg
N
m
F
a =
=
=
Cálculo de la velocidad: 2ax = v2
– v0
2
2ax = v2
– 0
( ) 2
2
2
224
14
8
2
2
s
m
m
s
m
ax
v =






=
= v = 14,97 m/s
5. Dos bloques de masas m1 = 6 kg y m2 = 4 kg están sobre una mesa
lisa, ligados por una cuerda. El cuerpo de masa m2 es empujado
por un fuerza de 20 N. Calcular la aceleración de los bloques y
la tensión de la cuerda que une los bloques.
Solución:
Para m1:
 =
= a
m
T
F 1
x (1)  =
−
= 0
g
m
N
F 1
1
y (2)
Para m2:
 =
−
= a
m
T
F
F 2
x (3)
 =
−
= 0
g
m
N
F 2
2
y (4)
De la ecuación (3) se despeja T y se iguala con la ecuación (1):
F – T = m2a
F – m2a = T
Entonces:
Solución: Como las fuerzas son de sentido contrarios, la fuerza resultante se halla mediante una resta de las
dos fuerzas.
Te invito a ver los videos explicativos: https://www.youtube.com/watch?v=7mu4BT630lw
https://www.youtube.com/watch?v=8f9DwxFbTWk
https://www.youtube.com/watch?v=3Kx4bkXO4G4

m1a = F – m2a
m1a + m2a = F
a(m1 + m2) = F
kg
4
kg
6
N
20
m
m
F
a
2
1 +
=
+
= a = 2 m/s2
Este valor se reemplaza en la ecuación (1):
( ) 





=
= 2
1
s
m
2
kg
6
a
m
T T = 12 N
6. Un bloque se desliza sobre un plano inclinado liso con
aceleración de 6,4 m/s2
. ¿Qué ángulo forma el plano con la
horizontal?
Solución:
 =

= ma
sen
mg
Fx (1)
 =

−
= 0
cos
mg
N
Fy (2)
Se despeja de la ecuación (1) el ángulo:
ma
sen
mg =

g
a
g
m
a
m
sen =


=

...
6531
,
0
s
m
8
,
9
s
m
4
,
6
sen
2
2

=
 ( )
...
6531
,
0
sen 1
−
=
 º
77
,
40
=

7. De una cuerda que pasa a través de una polea penden dos cuerpos
de 60 kg y 100 kg de masa. Calcular la aceleración de los cuerpos
y la tensión de la cuerda.
Solución:
m1 = 100 kg m2=60 kg a = ? T = ?
Se despeja T de ambas ecuaciones y se resuelve el sistema por igualación:
T = m1g – m1a (3)
T = m2a + m2g (4)
m1g – m1a = m2a + m2g
m1g –- m2g = m1a + m2a

g(m1 – m2) = a(m1 + m2)
( ) ( )
60
100
60
100
8
,
9
m
m
m
m
g
a
2
1
2
1
+
−
=
+
−
= 2
s
m
45
,
2
a =
T = m1g – m1a = m1 (g – a) = 100(9,8 – 2,45) T = 735 N
8. Dos masas de 8 kg, están ligadas por una cuerda como lo indica la figura. La mesa está pulida y
la polea no presenta rozamiento. Calcular la aceleración del sistema y la tensión de la cuerda.
Solución:
Para el cuerpo 1:
 =
= ma
T
Fx (1)  =
−
= 0
mg
N
Fy (2)
Para el cuerpo 2:  −
=
−
= ma
mg
T
Fy (3)
Se despeja T de las ecuaciones (1) y (3) y se soluciones el sistema por igualación:
T = ma T = mg – ma
ma = mg – ma
ma + ma = mg
2ma = mg
2
8
,
9
2
g
a =
= 2
4,9
m
a
s
=
T = ma = ( ) 





2
s
m
9
,
4
kg
8 T= 39,2 N
9. Dos masas m1 = 20 kg y m2 = 30 kg descansan sobre una mesa
horizontal sin rozamiento. Se aplica una fuerza de 50 N sobre la masa
m1. Calcular:
a) La aceleración de las masas.
b) La fuerza resultante sobre la masa m1.
c) La fuerza resultante sobre la masa m2.
d) La fuerza de contacto entre las dos masas.
Solución:
a) Cálculo de la aceleración: F = (m1 + m2).a
50 = (20 + 30).a 50 = 50a
50
50
a = a = 1 m/s2
b) Fuerza resultante sobre m1:
FR = F – m2a = 50 – 30(1) FR = 20 N
c) Fuerza resultante sobre m2:
FR = F – m1a = 50 – 20(1)
FR = 30 N
4º Fuerza de contacto entre m1 y m2:
FC = F – m1a = 50 – 20(1) FC = 30 N

ALUMNO_____________________________________________________FECHA_______________GRADO 10º_____
---------------DESAFIO DINAMICO- LEYES DE NEWTON----------------
1. Calcular la masa de un cuerpo que al recibir una fuerza de 30 N adquiere una aceleración de 5 m/s ².
2. Dos bloques están en contacto como muestra la figura, sobre una mesa. Se aplica una fuerza horizontal
constante de 200 N. Si m1 = 3 kg y m2 = 1 kg, despreciando el rozamiento calcular:
3. Dos bloques penden de una polea como lo ilustra la figura.
Si se desprecia el rozamiento de la polea y m1 = 5 kg y m2 = 7 kg
Hallar:
a) La aceleración de los bloques
b) La tensión de la cuerda
4. La figura ilustra dos cuerpos, uno sobre una mesa pulida y otro
colgando de una polea, si m1 = 12 kg y m2 = 13 kg, hallar.
a) la aceleración del sistema
b) la tensión de la cuerda
5. Calcúlese la aceleración con que bajaría por un plano inclinado de 60° un cuerpo, si en la superficie del
plano se desprecia el rozamiento
6. Sobre un cuerpo de 60 kg de masa, inicialmente en reposo, actúa una fuerza
de 1500N. Calcular la distancia recorrida por el cuerpo a los 10 segundos y
la velocidad que lleva en ese momento.
7. Dos masas de 30 kg y 50 kg están ligadas por una cuerda como lo ilustra la figura.
Si m1 = 2 kg y m2 = 4 kg hallar la aceleración y la tensión
a) La aceleración que adquiere el sistema.
b) La fuerza de interacción entre ambos cuerpos.
NOTA: Fecha de entrega: / Septiembre / 2021

NOTA: Fecha de entrega: / Septiembre / 2021

Hemos visto que, si la fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo es diferente de cero, este
presenta una aceleración. Ahora estudiaremos las condiciones que deben cumplirse para que
un cuerpo sobre el que actúan fuerzas, no presente variación en el movimiento de rotación y
translación. Es decir, que el cuerpo este en equilibrio.
Las figuras ilustran los diferentes tipos de equilibrio que un cuerpo apoyado puede tomar,
Equilibrio estable
Cuando se hace un pequeño desplazamiento en el cuerpo, y este tiende a volver a su posición
inicial por efecto de la gravedad. Ejemplo: el péndulo a pesar de ser apartado de su posición,
vuelve por sí mismo a su lugar de inicio.
Equilibrio inestable
Cuando se hace un pequeño desplazamiento en el cuerpo, y este tiende a alejarse cada vez
más de su posición original el efecto de la gravedad. Ejemplo: Un lápiz parado sobre la punta y
al soltarlo caerá sobre la mesa.
Equilibrio indiferente
Cuando, a pesar de que un cuerpo es movido, se mantiene en equilibrio en cualquier posición.
Esto sucede porque su centro de gravedad se encuentra a la mitad del cuerpo con respecto al
centro de suspensión. Ejemplo: una rueda en su eje.
ESTATICA
Equilibrio de los cuerpos
CONDICIONES DE EQUILIBRIO:
Un objeto se encuentra en equilibrio si no está acelerado. Por tanto, el equilibrio considera dos
situaciones: cuando el objeto este reposo o bien cuando se mueve de una velocidad constante.
Para que un cuerpo se encuentre en equilibrio, se requiere que la sumatoria de todas las fuerzas
o torques que actúan sobre él sea igual a cero. De ahí, que existan dos tipos de equilibrio:
traslación y rotación.

 Equilibrio de Translación
Si la fuerza resultante que actúan sobre cuerpo es cero, podemos afirmar, que el cuerpo se
encuentra en equilibrio de translación.

Cuando se aplica una fuerza en algún punto de un cuerpo rígido,
dicho cuerpo tiende a realizar un movimiento de rotación en
torno a algún eje. Se llama torque o momento de una fuerza a la
capacidad de dicha fuerza para producir un giro
o rotación alrededor de un punto
MOMENTO DE FUERZA O TORQUE
El momento o torque de una fuerza con relación a un eje de rotación se puede definir como “el producto de la
componente perpendicular de la fuerza (F) por la distancia hasta el eje de giro; o también como el producto de
fuerza por la distancia perpendicular al eje de giro. Se denota por medio de la letra griega .
El efecto de una fuerza sobre el movimiento de rotación de un cuerpo depende:
a) Del valor de la fuerza
b) De la distancia del punto de aplicación de la fuerza al eje de giro
c) De la dirección de la fuerza con respecto a la distancia entre el punto de
aplicación y el eje de giro.
SIGNOS
Generalmente se considera un torque positivo cuando tiende a producir rotación
en sentido contrario a las manecillas del reloj; y negativo cuando tiende a
producir rotación en el sentido de las manecillas del reloj
UNIDADES
El torque es el producto de
una fuerza por unadistancia.
En el sistema SI:
   N  m 
En el sistema CGS:
  d  cm 

Ejemplo 3: El pedazo de madera mostrado en la siguiente figura puede girar
alrededor del eje fijo vertical que pasa por O. Sobre este cuerpo se aplican las
fuerzas F1 = 12 N, F2 = 9 N y F3 = 18 N. Si se sabe que
OM = 3 m, ON = 8 m y OS = 12 m, entonces:
a) Calcular el torque de cada una de las fuerzas con relación a O.
b) Calcular el valor del torque resultante que actúa sobre el cuerpo.
c) ¿Cuál es el sentido de rotación que el cuerpo adquiere?
Solución:
a) El torque de la fuerza F1, con relación
a O es negativo, pues tiende a hacer
que el cuerpo gireen el sentido de las
manecillas del reloj. Su valor es:
T1 = -F1. d1 = (-12 N). (3m)
T 1 = -36N.m
El torque de la fuerza F2, con
relación a O es positivo, ya que
tiende a imprimir un giro en
sentido contrario a las
manecillas del reloj Su valor es:
T 2 = F2. d2 = (9 N). (8m)
T 2 = 72 N.m
El torque de la fuerza F3, es
nulo, debido a que esta fuerza
no produce ninguna rotación,
ya que si se prolonga pasa por
el eje de giro, es decir:
T 3 = 0
b) El torque resultante que actúa sobre el cuerpo, es igual a la suma algebraica de los torques de
cada una de las fuerzas, es decir:
𝜏r = 𝜏1 + 𝜏2 + 𝜏3
𝜏r = -36N.m + 72 N.m + 0 = 36N.m
c) El cuerpo tiende a girar en sentido contrario al movimiento de las manecillas del reloj, debido a que el
torque es positivo
Ejemplo 4: Calcular el torque de la fuerza F = 5 N que actúa sobre el
cuerpo, con respecto al eje de rotación O.
Solución: Como el torque viene dado por F = F. d, donde F = F sen 600 F
= 5N. Sen60° = 4,33 N. como d= 3m Entonces
T = F. d = (4.33N). (3m) = 12.99 N.m.
Te invito a ver los videos explicativos: https://www.youtube.com/watch?v=Ca2qUvvTsCA
https://www.youtube.com/watch?v=_Y0ZEmyU
https://www.youtube.com/watch?v=qr_86SFq70
https://www.youtube.com/watch?v=8387f4gw34
Segunda Condición De Equilibrio: Equilibrio De Rotación:
Un cuerpo sobre el cual actúan varias fuerzas se encuentra en equilibrio de rotación si la suma
algebraica de los momentos o torques de las fuerzas aplicadas, respecto a un punto o eje cualquiera, es
igual a cero. Esto es,
Si los momentos se anulan para un eje determinado, entonces se anulan para todos los ejes. Un cuerpo que se
encuentre en equilibrio de rotación puede estar en reposo o tener movimiento uniforme de rotación.

EQUILIBRIO COMPLETO DE UN CUERPO
Un sistema de fuerzas que actúa sobre un cuerpo
puede ser reemplazado por una fuerza
resultante y por un momento resultante que
producen sobre el cuerpo el mismo efectoque
todas las fuerzas y todos los momentos actuando
conjuntamente.
Ejemplo 5: Sobre el disco mostrado en la figura actúan las fuerzas F1, F2 y F3. Determinar si el disco se
encuentra en equilibrio de rotación
Solución: Primero se debe calcular los torques de las fuerzas que actúan sobre el disco.
El torque de la fuerza F1 es positivo debido a que imprime al disco una
rotación en sentido contrario al movimiento de las manecillas del reloj
𝝉1 = F1. d1 = = 3D.5cm = 15 D.cm
Los torques de las fuerzas F2 y F3 son negativas debido a que hacen que el
disco rote en el mismo sentido del movirniento de las manecillas del reloj
𝝉2 = - F2. d2 = -5D.2cm = -10D.cm
𝝉3 = - F3. d3 = -1D.5cm = - 5 D.cm
Para comprobar si el disco se encuentra en equilibrio de rotación se debe
cumplir la segunda condición de equilibrio.
∑ 𝝉r = 0 es decir 𝜏1 + 𝜏2 + 𝜏3 = 0
Al realizar la suma de los torques, obtenemos
15 D.cm + (-10 D.cm) + (-5 D.cm) = 0
Por tanto, el disco se encuentra en equilibrio de rotación.
ACTIVIDAD N° 3
1. El sistema mostrado en la figura se encuentra en equilibrio.
Calcula la tensión de la cuerda si m1 = 20 Kg y m2 = 10 Kg.
(Se desprecia el rozamiento)
2. Un hombre sostiene un cuerpo de 18 Kg como se
muestra en la figura. Si se desprecia el rozamiento,
calcular:
La tensión de la cuerda y El valor de la fuerza normal
3. La barra homogénea mostrada en la figura Puede rotar
alrededor de O. Sobre la barra se aplican las fuerzas
F1=5D, F2=8D y F3=12D,
sí se sabe que OA=10cm. OB=4cm y OC=2 cm Entonces:
Calcula el torque de cada una de las fuerzas con relación a O.
Calcula el valordel torque resultante que actúa sobre el cuerpo
¿Cuáles el sentido de rotación que el cuerpo tiende a adquirir?
4. Dos cuerpos de masas m1 = 12 Kg y m2 = 4 Kg se
encuentran suspendidos de los extremos de un alambre
cuya masa es despreciable como se muestra en la figura.
Calcular la distancia x a uno de los extremos de la cual
debe suspenderse el sistema para que permanezca en
equilibrio.
NOTA: Fecha de entrega: 30/ Septiembre / 2021

5. ENLACES VIRTUALES (VIDEOS, PAG WEB, ETC)
https://fisicaalalata.com/
https://www.youtube.com/watch?v=jTQsyqjjLSk
https://www.youtube.com/watch?v=7mu4BT630lw
https://www.youtube.com/watch?v=8f9DwxFbTWk
https://www.youtube.com/watch?v=3Kx4bkXO4G4
https://www.youtube.com/watch?v=UWx4B9Eg9v8
https://www.youtube.com/watch?v=8UFP50cPH_s
https://www.youtube.com/watch?v=G4u-yHOgFc4
https://www.youtube.com/watch?v=FH_FEql6o9E
https://www.youtube.com/watch?v=IQCCKITHVOQ
6. EVALUACIÓN (actividades de cierre)
7. AUTOEVALUACIÓN
Después de haber culminado las actividades planteadas en la guía y en el proceso de formación que exigía la
misma, con la mayor objetividad posible, responde con X según tu concepto…
CRITERIOS SI NO Algunas
veces
Recibí con una actitud positiva las guías de estudio y
responsabilidades asignadas...
1. Comprendí los temas desarrollados en la guía de aprendizaje…
2. Realicé todas las actividades propuestas de manera responsable…
3. Envié cumplidamente evidencias de las actividades realizadas…
4. Demostré interés, durante el desarrollo de la guía planteando dudas e
inquietudes oportunamente…
5. Entregué en forma organizada evidencias sobre la autoría de mis
trabajos…
6. Me esforcé por enriquecer mis conocimientos un poco más allá de las
explicaciones…
7. Los talleres de aplicación, en su gran mayoría fueron realizados por
mí. Busque ayuda extra cuando la necesité…
DOCENTE: //Z^YhDZd/E V°B° Coordinador ^ZK^KZ/K
Desarrollo de la guía de es
GVHTXHGDP@gmail.com
WXGLRLPSOHPHQWDGDSRUHOGRFHQWHWHQLHQGRHQFXHQWDORVVLJXLHQWHVFULWHULRV
XPSOHFRQODVGLVSRVLFLRQHVDVLJQDGDVGXUDQWHODVFODVHV
(QWUHJDGHODVDFWLYLGDGHVHQODIHFKDHVWLSXODGD
RUUHRSDUDHQWUHJDU

Guía DE Física 10° - Periodo III- 2024.pdf

Más contenido relacionado

Similar a Guía DE Física 10° - Periodo III- 2024.pdf

Más de Didier Sequeda Martinez

Último

Guía DE Física 10° - Periodo III- 2024.pdf