Dinámica: las leyes de Newton

Este cuestionario de Física de 2º de Bachillerato desarrolla el bloque de dinámica, centrado en las tres leyes de Newton y sus aplicaciones a sistemas mecánicos habituales en la PAU (Selectividad): planos inclinados, rozamiento, ascensores, sistemas de bloques conectados y la máquina de Atwood.

Se repasan las tres leyes fundamentales: la ley de inercia (un cuerpo mantiene su estado de reposo o MRU si la fuerza neta es nula), la segunda ley (F = ma, relación entre fuerza resultante, masa y aceleración) y la tercera ley de acción-reacción, insistiendo en el error conceptual más común: creer que las fuerzas de acción y reacción se anulan entre sí, cuando en realidad actúan sobre cuerpos distintos y por tanto nunca pueden cancelarse.

El bloque de rozamiento distingue entre rozamiento estático (que se ajusta a la fuerza aplicada hasta un máximo μₛN, momento en que el cuerpo comienza a moverse) y rozamiento cinético (f_k = μₖN, constante mientras hay movimiento, independiente de la velocidad y del área de contacto). Se trabaja el caso clásico del plano inclinado, donde la fuerza normal es N = mg·cos(θ), la componente del peso perpendicular a la superficie.

Se incluyen problemas de sistemas de varios cuerpos: bloques conectados por cuerdas sobre poleas (máquina de Atwood, con aceleración a = g(m₁-m₂)/(m₁+m₂)), bloques en contacto empujados por una fuerza externa (donde se analiza qué fuerzas actúan sobre cada bloque por separado), y el caso del ascensor acelerado, donde la fuerza normal percibida por un pasajero varía según N = m(g±a) dependiendo del sentido de la aceleración.

Las 12 preguntas combinan cálculo numérico directo (composición de fuerzas perpendiculares mediante Pitágoras, cálculo de aceleraciones en sistemas conectados) con preguntas de selección múltiple sobre los fundamentos conceptuales de cada ley. Las 12 flashcards resumen las fórmulas esenciales —las tres leyes de Newton, rozamiento estático y cinético, plano inclinado, máquina de Atwood— para un repaso ágil antes del examen.

• Aplicar las tres leyes de Newton a la resolución de problemas de fuerzas y aceleraciones
• Calcular la fuerza normal y la aceleración de un cuerpo sobre un plano inclinado con y sin rozamiento
• Distinguir entre rozamiento estático máximo y rozamiento cinético, y calcular ambos a partir del coeficiente correspondiente
• Resolver sistemas de varios cuerpos conectados (máquina de Atwood, bloques en contacto) identificando las fuerzas que actúan sobre cada uno
• Explicar por qué las fuerzas de acción y reacción nunca se anulan entre sí al actuar sobre cuerpos distintos

"Un bloque de masa m se desliza hacia abajo por un plano inclinado con un ángulo θ respecto a la horizontal. La fuerza normal N que ejerce el plano sobre el bloque es N = mg cos(θ). Dos bloques de masas m₁ y m₂ están conectados por una cuerda ideal sobre una polea sin rozamiento (máquina de Atwood): la aceleración del sistema es a = g(m₁-m₂)/(m₁+m₂)."