Aplicación de las leyes de Newton
- En coche de 1.000 kg recibe una fuerza del motor de 1.500 N. La fuerza de rozamiento tiene un valor constante de 500 N. ¿Qué aceleración recibe el coche?
Teniendo en cuenta los sentidos de los vectores y los valores de las fuerzas:
Σ F → = F M → + F R → = m · a →
F M - F R = m · a → a = F M - F R m = 1.500 - 500 1.000 = 1 m / s 2
- Sobre un automóvil de 1.000 kg que se mueve a una velocidad de 20 m/s actúa una fuerza constante de 3.000 N en el sentido del movimiento.
- a) Calcular la aceleración del móvil.
- b) ¿Cuál es la velocidad del móvil 4 s después?
- c) ¿Qué distancia recorre el móvil en ese tiempo?
- d) ¿Qué sucede si ahora la fuerza se aplica en el sentido opuesto, durante 4 s?
Primero realizamos un esquema de la situación descrita:
a) La aceleración se calcula a partir de la 2.a ley de Newton:
F = m · a → a = F m = 3.000 1.000 = 3 m / s 2
Como la fuerza actúa en el sentido del movimiento, la aceleración tendrá el sentido del movimiento.
- b) Como la aceleración tiene el mismo sentido que el movimiento, la velocidad aumentará. Por tanto:
v = v0 + a · t = 20 + 3 · 4 = 32 m/s
- c) Utilizando ahora la ecuación para la distancia recorrida tenemos que:
s = v 0 · t + 1 2 a · t 2 = 20 · 4 + 0 , 5 · 3 · 4 2 = 104 m
- d) El valor de la aceleración no variará. Simplemente ahora estará dirigida en sentido opuesto al del caso anterior; es decir, la aceleración tendrá sentido opuesto al del movimiento. Su módulo o intensidad será, pues, de 3 m/s2.
Si queremos calcular en este último caso la velocidad y el espacio recorrido en la frenada:
v = v0 - a · t = 20 - 3 · 4 = 8 m/s
s = v 0 · t + 1 2 a · t 2 = 20 · 4 - 0 , 5 · 3 · 4 2 = 56 m
Si comparamos el resultado con el del caso anterior (104 m), vemos que aquí el espacio recorrido es menor, lo que es lógico si tenemos en cuenta que antes el móvil aceleraba y ahora frena.
