Ejercicios resueltos de movimiento y fuerzas para 2.° de secundaria: MRU, MRUA, Newton y gravitación

Ejercicios de la unidad 5 del curso de Saberes y pensamiento científico 2: movimiento, fuerzas y gravitación. Corresponden a los temas de las páginas 126 a 131, 162 a 168, 190 a 194 y 278 a 289 del libro de la SEP. Usa $g = 9.8$ m/s².

MRU y MRUA

1.- Un corredor recorre 400 m en 80 s. ¿Cuál es su rapidez media?

1. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

$v = \dfrac{400}{80} = 5$ m/s.

2.- Un autobús viaja a 72 km/h. ¿Cuántos metros recorre en 30 s?

2. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

$72 \text{ km/h} = \dfrac{72\,000}{3\,600} = 20$ m/s. $d = 20 \times 30 = 600$ m.

3.- ¿Cuánto tarda la luz del Sol en llegar a la Tierra? (Distancia: $1.5 \times 10^{11}$ m; velocidad de la luz: $3 \times 10^8$ m/s).

3. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

$t = \dfrac{1.5 \times 10^{11}}{3 \times 10^8} = 500$ s, unos 8 minutos y 20 segundos.

4.- Un avión pasa de 0 a 80 m/s en 20 s al despegar. ¿Cuál es su aceleración?

4. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

$a = \dfrac{80 - 0}{20} = 4$ m/s².

5.- Una piedra se deja caer. ¿Qué velocidad lleva después de 3 s, sin contar la resistencia del aire?

5. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

Cada segundo gana 9.8 m/s: $v = 9.8 \times 3 = 29.4$ m/s.

6.- En una gráfica posición-tiempo, un objeto aparece como una recta horizontal. ¿Qué significa?

6. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

Que su posición no cambia: está en reposo (velocidad cero).

Fuerzas y leyes de Newton

7.- Sobre una caja actúan 30 N a la derecha y 45 N a la izquierda. ¿Cuál es la fuerza neta?

7. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

$45 - 30 = 15$ N hacia la izquierda.

8.- ¿Qué aceleración le da una fuerza de 50 N a un carrito de 10 kg?

8. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

$a = \dfrac{50}{10} = 5$ m/s².

9.- ¿Cuál es la masa de un objeto que acelera a 2 m/s² con una fuerza neta de 90 N?

9. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

$m = \dfrac{90}{2} = 45$ kg.

10.- ¿Cuánto pesa (en newtons) una mochila de 6 kg?

10. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

$P = m \cdot g = 6 \times 9.8 = 58.8$ N.

11.- Identifica la ley de Newton: a) un cohete despega expulsando gases; b) un pasajero se va hacia adelante cuando el autobús frena; c) con la misma fuerza, un carrito vacío acelera más que uno lleno.

11. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

a) Tercera ley (acción y reacción). b) Primera ley (inercia). c) Segunda ley ($a = F/m$: a menor masa, mayor aceleración).

Fricción y equilibrio

12.- Empujas un mueble con 120 N y la fricción cinética es de 90 N. Si el mueble tiene 30 kg, ¿qué aceleración tiene?

12. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

Fuerza neta: $120 - 90 = 30$ N. $a = \dfrac{30}{30} = 1$ m/s².

13.- Un paracaidista cae a velocidad constante. ¿Qué relación hay entre su peso y la resistencia del aire?

13. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

Son iguales: la fuerza neta es cero y está en equilibrio dinámico (velocidad constante).

Kepler y gravitación

14.- ¿Qué dice la primera ley de Kepler?

14. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

Que los planetas describen órbitas elípticas con el Sol en uno de los focos.

15.- Júpiter está a unas 5.2 UA del Sol. Estima la duración de su año con la tercera ley de Kepler.

15. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

$T^2 = 5.2^3 \approx 140.6$, así que $T \approx 11.9$ años terrestres.

16.- Si la distancia entre dos objetos se reduce a la mitad, ¿cómo cambia su fuerza de atracción gravitacional?

16. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

Se multiplica por $2^2 = 4$: se cuadruplica.

Repasa la teoría en las clases de la unidad: MRU y MRUA, leyes de Newton, fricción y equilibrio y Kepler y gravitación.

Ver libro de texto (SEP)