4. La fuerza y la aceleración.

Las fuerzas pueden provocar un cambio de movimiento o una deformación en un cuerpo. Además hay muchos tipos de fuerzas, unas son de contacto y otras a distancia, y tienen distintos orígenes.

Sir Isaac Newton, fue el primero en describir las caracacterísitcas de las fuerzas a distancia, y en explicar por qué las manzanas caen hacia abajo. También fue el primero en relacionar fuerzas y movimientos, y con su segunda ley de la dinámica, encontró la solución.

Ejercicio 1: Vamos a ver la relación entre la fuerza y el movimiento. Realiza el siguiente experimento y rellena la tabla con tus conclusiones.

a ) Coge tu goma y colócala encima de la mesa. Dale un pequeño empujón y mide el tiempo que se mueve y la distancia que recorre. Repite el experimento aumentando cada vez la fuerza con la que empujas la goma.

b) Ahora coge tu goma, un cuaderno, la mochila y la silla. Dale el mismo empujón a cada objeto, es decir aplica la misma fuerza. Anota en la tabla la distancia recorrida por cada objeto, recuerda hacer siempre la misma fuerza.

c) Como conclusión de tu experimento rellena los huecos con las palabras que tienes a continuación: masa, fuerza, aceleración, rápido.

Si sobre la goma aplicamos cada vez más __________________ , se mueve cada vez más _________________

Si aplicamos la misma ________________ sobre objetos distintos, a mayor ________________ menor movimiento del cuerpo.


Acabas de descubrir la segunda ley de Newton:

  • La fuerza total sobre un cuerpo le provoca una aceleración directamente proporcional a su masa.

F = m* a

Vamos a ver un ejemplo, si sobre un bote de zumo de 1kg de masa aplicamos una fuerza de 2 Newton , es decir muy poca fuerza, la aceleración provocada que hace que cambie su velocidad y su movimiento es:

2 = 1 *a

2/1 = a a = 2 m/s2

Es decir al empujar el zumo con una fuerza de 2 Newton, su velocidad va siendo cada vez mayor, y por tanto tiene una aceleración.

Ejercicio 2:

  1. Calcula la fuerza que hay que hacer sobre un libro de 500g para que su aceleración sea de 0.5 m/s2
  2. Para mover un armario de 50 kg de masa y separarlo de la pared con una aceleración de 0.6 m/s2 , ¿qué fuerza tendremos que ejercer?
  3. Los bueyes tiran de las carretas del Rocío, que tiene una masa aproximada de una tonelada. Si la aceleración a la que van las carretas es de 0.4 m/s2 cuando empiezan su movimiento, ¿qué fuerza hacen los bueyes?
  4. En el centro de Sevilla, al lado de la Giralda, cogemos un coche de caballos que nos lleva a la plaza de España. La masa de coche de caballos y sus ocupantes es de 700 kg, y el cochero aumenta la velocidad cuando el semáforo se pone en verde con un aceleración de 0.6 m/s2 , ¿con qué fuerza tiran los caballos?
  5. En la playa, Elena monta a su hermano pequeño de 40 kg de masa en la colchoneta, y lo arrastra por la orilla corriendo cada vez más con una aceleración de 0.9 m/s2 , ¿con qué fuerza tira Elena de la cochoneta?
  6. Cristina ha terminado junto con Matias la clase de vela, y ahora debe subir el barco por la orilla- El barco de vela ligera es un optimist de 35 kg de masa, y consiguen empujarlo rápidamente dándole una aceleración de 1.5 m/s2, ¿con qué fuerza están tirando?
  7. Pepe quiere arrancar la moto que se le ha quedado parada, y corre intentando arrancarla. La masa de la moto es de 200 kg, y la fuerza con la que tira pepe de 50N, ¿qué aceleración le da a la moto?
  8. En el gimnasio, hay que colocar las colchonetas en el suelo. Andrea coge una de 10 kg, y la arrastra con una fuerza de 5N, ¿qué aceleración le da a la colchoneta?
  9. En la clase hay que colocar las mesas para el examen, y pese a las recomendaciones de la profesora, José arrastra la mesa de 5kg por la clase con una fuerza de 6N, ¿qué aceleración lleva la mesa?
  10. En el laboratorio están haciendo experimentos con arena, el equipo azúl coge el saco de arena de 25 kg y lo arrastra hasta su mesa con una fuerza de 15 N, ¿qué aceleración le provoca?