Ejercicios Resueltos de las Leyes de Newton Física y Química 4 ESO
Ejercicios de las leyes de Newton de Física y Química de 4º de ESO resueltos paso a paso. La primera ley (inercia) dice que sin fuerza neta un cuerpo sigue como estaba; la segunda, que F = m · a; y la tercera, que a toda acción le corresponde una reacción igual y opuesta. Hay ejercicios de cada ley, de rozamiento y de plano inclinado. Se usa g = 9,8 m/s².
Ejercicios de las leyes de Newton para 4º de ESO con soluciones
1. Primera ley: la inercia
Si la suma de fuerzas es cero, un cuerpo en reposo sigue en reposo y uno en movimiento sigue en línea recta a velocidad constante.
1¿Por qué, cuando un autobús frena de golpe, los pasajeros se van hacia delante?
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2Un coche va por una carretera recta a 90 km/h constantes y el motor hace una fuerza de 500 N. ¿Cuánto valen las fuerzas de rozamiento y del aire juntas?
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2. Segunda ley: F = m · a
3Un coche de 1.200 kg acelera a 2,5 m/s². ¿Qué fuerza neta actúa sobre él?
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4Se aplica una fuerza neta de 50 N a una caja de 10 kg. ¿Qué aceleración adquiere? ¿Y qué masa tiene un carro que con 600 N acelera a 1,5 m/s²?
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· m = F / a = 600 / 1,5 = 400 kg.
5Calcula el peso de una persona de 70 kg en la Tierra y en Marte (g de Marte = 3,7 m/s²).
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La masa (70 kg) es la misma en los dos sitios; lo que cambia es el peso.
6Sobre un cuerpo de 5 kg actúan dos fuerzas. Calcula la aceleración si (a) son de 30 N y 20 N en el mismo sentido; (b) son de 30 N y 40 N y forman un ángulo recto.
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(b) Perpendiculares: resultante = √(30² + 40²) = 50 N (Pitágoras), y también a = 10 m/s², en la dirección de la resultante.
3. Rozamiento y plano inclinado
Fuerza de rozamiento = μ · N; en un suelo horizontal, N = m · g. En un plano inclinado de ángulo α, el peso se descompone en m·g·sen α (a lo largo del plano) y m·g·cos α (contra el plano).
7Se empuja una mesa de 15 kg con 80 N por un suelo horizontal. El coeficiente de rozamiento es 0,3. ¿Con qué aceleración se mueve?
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a = 35,9 / 15 ≈ 2,39 m/s².
8Un bloque de 10 kg se desliza sin rozamiento por un plano inclinado 30°. Calcula la fuerza que lo hace bajar, su aceleración y la fuerza normal.
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Normal: 10 · 9,8 · cos 30° ≈ 84,9 N (menor que el peso, 98 N).
4. Tercera ley: acción y reacción
Las fuerzas aparecen por parejas: si A empuja a B, B empuja a A con la misma fuerza y en sentido contrario. Las dos fuerzas actúan sobre cuerpos distintos.
9Dos patinadores, de 50 kg y 75 kg, están quietos sobre el hielo y se empujan: cada uno recibe una fuerza de 150 N. ¿Qué aceleración tiene cada uno?
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Patinador de 50 kg: 150 / 50 = 3 m/s². De 75 kg: 150 / 75 = 2 m/s². El más ligero sale más rápido.
10Un libro está sobre una mesa. Su peso y la fuerza normal de la mesa son iguales y opuestos. ¿Son un par de acción y reacción?
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11¿Cómo avanza un cohete en el espacio si no hay nada contra lo que empujar?
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Las tres leyes de Newton: resumen
Qué dice cada una y un ejemplo:
| Ley | Qué dice | Ejemplo |
|---|---|---|
| Primera (inercia) | sin fuerza neta, el estado de movimiento no cambia | los pasajeros al frenar el autobús |
| Segunda (fundamental) | F = m · a | más fuerza, más aceleración |
| Tercera (acción y reacción) | fuerzas iguales y opuestas sobre cuerpos distintos | el retroceso de un cohete |
Dudas frecuentes
¿Qué dice la tercera ley de Newton? Ejemplos
Que cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, el segundo ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido contrario. Ejemplos: al nadar empujas el agua hacia atrás y el agua te empuja hacia delante; al saltar empujas el suelo y el suelo te impulsa; un arma retrocede al disparar.
Si acción y reacción son iguales, ¿por qué no se anulan?
Porque actúan sobre cuerpos distintos. Solo se anulan las fuerzas que actúan sobre el mismo cuerpo.
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