18-palanca, momento de fuerza, ley de Hooke y gravitación universal.

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¿Qué es una palanca?
Es una barra que puede girar con respecto a un eje.
2
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¿Qué ejemplos de palancas existen?
Una balanza, un sube y baja y un cascanueces.
3
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¿Qué es el momento de una fuerza o momento de torsión?
Es la magnitud de la fuerza multiplicada por el brazo de palanca.
4
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¿Cuál es la fórmula del momento de una fuerza?
M = F·d
5
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¿Qué representa F en la fórmula M = F·d?
La fuerza aplicada.
6
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¿Qué representa d en la fórmula M = F·d?
El brazo de palanca, es decir, la distancia del punto donde actúa la fuerza al eje de rotación.
7
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¿Cuáles son las unidades del momento de una fuerza?
N·m, dina·cm o lb·ft.
8
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¿Cuáles son las unidades de la fuerza en el momento de una fuerza?
N, dinas, lb o kp.
9
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¿Cuáles son las unidades del brazo de palanca?
m, cm o ft.
10
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¿Cuándo se considera positiva una fuerza en una palanca?
Cuando tiende a hacer girar al cuerpo en sentido contrario al de las manecillas del reloj.
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¿Cuándo se considera negativa una fuerza en una palanca?
Cuando tiende a hacer girar al cuerpo en el mismo sentido de las manecillas del reloj.
12
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¿Cuál es la segunda condición de equilibrio rotacional?
La suma de los momentos debe ser igual a cero: ∑M = 0.
13
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En una balanza, ¿qué condición se utiliza para que esté en equilibrio?
La suma de los momentos de las fuerzas respecto al eje debe ser cero: ∑M = 0.
14
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Una fuerza de 40 N actúa a 5 m del eje y otra fuerza F actúa a 2 m del eje. ¿Qué valor debe tener F para equilibrar la balanza?
100 N.
15
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¿Cómo se calcula el momento producido por una fuerza de 40 N aplicada a 5 m del eje?
M = F·d = (40 N)(5 m) = 200 N·m.
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¿Qué ecuación se obtiene al aplicar la condición de equilibrio a la balanza del ejemplo?
−200 N·m + F(2 m) = 0.
17
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¿Qué es la ley de Hooke?
Establece que, dentro del límite elástico, la fuerza que ejerce un resorte es directamente proporcional a su deformación.
18
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¿Cuál es la fórmula de la ley de Hooke?
F = −K·x
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¿Qué representa K en la ley de Hooke?
La constante elástica del resorte.
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¿Qué representa x en la ley de Hooke?
La deformación o desplazamiento del resorte.
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¿Qué representa el signo negativo en F = −K·x?
Indica que la fuerza del resorte es opuesta a la dirección de la deformación.
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¿Cuáles son las unidades de K?
N/m, dina/cm o lb/ft.
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¿Cuáles son las unidades de la fuerza F en la ley de Hooke?
N, dinas o lb.
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Si la fuerza aplicada a un resorte aumenta de F a 4F, ¿qué ocurre con su deformación?
La deformación aumenta de x a 4x.
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¿Por qué si la fuerza aumenta de F a 4F la deformación aumenta de x a 4x?
Porque la fuerza y la deformación son directamente proporcionales: F = K·x.
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Un resorte tiene una constante K = 66 N/m y se comprime 20 cm. ¿Qué fuerza se necesita?
13.2 N, aproximadamente 13 N.
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¿Cómo se convierte 20 cm a metros?
20 cm = 0.20 m.
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¿Cuál es la fórmula para calcular la fuerza de un resorte sin considerar el signo de dirección?
F = K·x
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¿Qué establece la ley de gravitación universal?
La fuerza de atracción entre dos cuerpos es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
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¿Cuál es la fórmula de la ley de gravitación universal?
F = G·(m1·m2)/d²
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¿Qué representa m1 y m2 en la ley de gravitación universal?
Las masas de los dos cuerpos.
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¿Qué representa d en la ley de gravitación universal?
La distancia que separa a los dos cuerpos.
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¿Qué representa G?
La constante de gravitación universal.
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¿Cuál es el valor de la constante de gravitación universal?
G = 6.67 × 10⁻¹¹ N·m²/kg²
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¿Cuáles son las unidades de la fuerza gravitacional?
Newtons (N).
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¿Cómo cambia la fuerza gravitacional si aumenta alguna de las masas?
Aumenta directamente en proporción al producto de las masas.
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¿Cómo cambia la fuerza gravitacional si aumenta la distancia entre los cuerpos?
Disminuye, porque es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.
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