Física: Qüestionari de Forces, Gravitació i Equilibri

Quinzena 2: Conceptes Fonamentals de Forces

Càlculs de Gravitació i Forces Clàssiques

• Sabent que el Sol té una massa de 6·10³⁰ kg i la Terra 6·10²⁴ kg i que la distància que els separa és de 150.000.000 km, la força d'atracció gravitatòria que es fan és de:

  Resposta: a. 1,067 · 10²³ N

• Estàs d'acord amb l'afirmació següent? La força electromagnètica que fa la Terra sobre la Lluna provoca que aquesta es mantingui orbitant al seu voltant.

  Resposta: Fals. (La força responsable és la gravitatòria.)

• La força de fregament (o fricció):

  Resposta: d. Té la direcció del moviment del cos, però sentit contrari perquè s'oposa a aquest.

• La força nuclear feble:

  Resposta: b. Actua en els processos de desintegració nuclear.

• Dos càrrecs elèctrics de 4 C i -3 C separats per una distància d'1 km s'atrauen amb una força que val:

  Resposta: c. -12 N

• El pes d'un cos:

  Resposta: a. Depèn del valor que té la gravetat en el lloc on es troba el cos.

• Un cos és estirat per 3 forces. La primera actua verticalment i cap amunt i val 50 N, la segona actua verticalment i cap avall i val 20 N i la tercera actua horitzontalment i cap a la dreta i val 40 N. La força resultant que actua sobre el cos val:

  Resposta: b. 110 N

• Quan se sumen dues o més forces:

  Resposta: a. Cal tenir en compte el mòdul, la direcció i el sentit de les mateixes.

• La intensitat de la força gravitatòria amb què s'atrauen 2 cossos:

  Resposta: d. Depèn de la massa dels cossos i de la distància que els separa.

• La força amb què la Terra atrau una poma és:

  Resposta: a. Més gran que la força amb què la poma atrau la Terra. (Nota: Segons la Tercera Llei de Newton, les forces són iguals en mòdul.)

Càlculs Gravitatoris i el Sistema Internacional

1. Problema de Càlcul de Forces Gravitatòries

   Calcula les forces gravitatòries que es fan 2 planetes que tenen masses de 60·10²⁵ kg i 20·10²⁰ kg respectivament i es troben separats per una distància de 300.000 km. Dada: G = 6,67·10⁻¹¹ N·m²/kg²

   El valor de la força gravitatòria amb què s'atrauen els 2 planetes del problema estudiat és de: a. 8,89 · 10²⁰ N

2. La Constant de Gravitació Universal (G)

   Resposta: a. Té el mateix valor en qualsevol punt de l'Univers i aquest valor és de 6,67 · 10⁻¹¹ N·m²/kg².

3. Unitats del Sistema Internacional (SI)

   • Si treballem amb el Sistema Internacional, la distància entre planetes l'hem d'expressar en: a. m³ (Incorrecte, hauria de ser metres (m).)
   • Si treballem amb el Sistema Internacional, la massa dels planetes l'hem d'expressar en: a. kilograms

4. Naturalesa de la Força Gravitatòria

   La força gravitatòria: a. És sempre una força atractiva.

Repàs de Dinàmica, Equilibri i Forces Nuclears

• La intensitat de la força gravitatòria amb què s'atrauen 2 cossos:

  Resposta: d. Depèn de la massa dels cossos i de la distància que els separa.

• La unitat de força en el Sistema Internacional d'Unitats és el: b. N (Newton)

• El pes d'un cos: a. Depèn del valor que té la gravetat en el lloc on es troba el cos.

• Les forces: d. Es representen mitjançant vectors.

• Deixem caure des de la mateixa altura i al mateix temps una bola de plom i una ploma d'oca. Si considerem que el fregament de l'aire no els afecta:

  Resposta: c. Arribaran a la Terra els dos a l'hora.

• La força nuclear forta: d. Manté unides les partícules del nucli de l'àtom.

• Un llibre es troba en equilibri sobre una taula. Sobre el llibre: a. Hi actuen la força pes i la força normal.

• Un cos està en equilibri si: a. La força resultant que actua sobre ell val zero.

• Un cos és estirat per 3 forces. La primera actua verticalment i cap amunt i val 60 N, la segona actua verticalment i cap avall i val 30 N i la tercera actua horitzontalment i cap a la dreta i val 40 N. La força resultant que actua sobre el cos val: a. 50 N

• Les forces nuclears: b. Es classifiquen en força nuclear forta i força nuclear dèbil.

• El pes a la Lluna d'una persona que a la Terra té una massa de 90 kg és de: c. 144 N

• La força electromagnètica que fa la Terra sobre la Lluna provoca que aquesta es mantingui orbitant al seu voltant.

  Correcció: No estic d'acord amb l'enunciat, ja que la força que fa la Terra sobre la Lluna i provoca que es mantingui orbitant al seu voltant és la força gravitatòria.