Flashcards: Dinàmica

Totes les targetes del tema

Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.

1. 1. Què diu la primera llei de Newton (llei d'inèrcia)?

   Si la força neta sobre un cos és zero, el cos manté el seu estat: en repòs o amb velocitat constant.

2. 2. Error típic: cal una força per mantenir un cos en moviment?

   No. Un cos es mou a velocitat constant sense cap força neta. La força cal per canviar el moviment (accelerar, frenar o girar), no per mantenir-lo.

3. 3. Què diu la segona llei de Newton?

   $\vec F = m\,\vec a$, amb $\vec F$ la força neta. És vectorial: l'acceleració té la direcció i el sentit de la força neta. La força es mesura en newtons (N).

4. 4. Què diu la tercera llei de Newton i per què l'acció i la reacció no s'anul·len?

   Si un cos fa una força sobre un altre, aquest li'n fa una d'igual i de sentit contrari. No s'anul·len perquè actuen sobre cossos diferents.

5. 5. Error típic: massa i pes són el mateix?

   No. La massa va en quilograms i no canvia de lloc; el pes és una força, va en newtons i val $P = m\,g$.

6. 6. Error típic: com sumes dues forces que actuen sobre un cos?

   Com a vectors, tenint en compte direcció i sentit. Dues forces de $10\ \mathrm{N}$ en sentits contraris donen resultant zero, no $20\ \mathrm{N}$.

7. 7. Què és la força normal i quina direcció té?

   La força que fa una superfície sobre el cos que hi reposa. Sempre és perpendicular a la superfície.

8. 8. Fórmula de la força de fregament?

   $F_r = \mu\, N$ quan el cos llisca, amb $N$ la força normal i $\mu$ el coeficient de fregament, que depèn dels materials i no té unitats. S'oposa al moviment.

9. 9. Error típic: en un pla inclinat, el fregament val $\mu\, m\, g$?

   No. La normal només és la component perpendicular del pes, $N = m\,g\cos\alpha$, i per tant $F_r = \mu\, m\, g\cos\alpha$.

10. 10. Què diu la llei de Hooke?

    La força d'una molla és proporcional al seu allargament: $F = k\,x$, on $k$ és la constant elàstica de la molla, en N/m.

11. 11. Què és la força centrípeta i quant val?

    La força neta dirigida cap al centre que manté un cos girant: $F_c = \dfrac{m\,v^2}{r} = m\,\omega^2 r$.

12. 12. Error típic: la força centrípeta és una força nova que cal afegir al diagrama?

    No. És el paper que fa una força real dirigida cap al centre: la tensió d'una corda, el fregament dels pneumàtics o la gravetat sobre un satèl·lit.

13. 13. Per què un cotxe pot derrapar en una corba amb gel?

    El fregament dels pneumàtics fa de força centrípeta. Amb gel disminueix tant que no arriba al valor necessari, i el cotxe se'n va recte.

14. 14. Si es trenca la corda d'una pedra que gira, cap on surt?

    En línia recta, en la direcció tangent a la circumferència: sense força centrípeta no hi ha moviment circular.

15. 15. Si en una corba dobles la velocitat, com canvia la força centrípeta necessària?

    Es multiplica per quatre, perquè la velocitat hi va al quadrat: $F_c = m\,v^2/r$.

16. 16. Què és la quantitat de moviment?

    El producte de la massa per la velocitat: $\vec p = m\,\vec v$. És un vector amb la direcció i el sentit de la velocitat, en $\mathrm{kg\cdot m/s}$.

17. 17. Què diu el teorema de l'impuls?

    L'impuls d'una força constant, $I = F\,\Delta t$ (en $\mathrm{N\cdot s}$), és igual a la variació de quantitat de moviment: $I = \Delta p$.

18. 18. Per què un airbag o un casc redueixen la força d'un xoc?

    La variació $\Delta p$ és la mateixa, però allarguen la durada del xoc, i com que $F = \Delta p/\Delta t$, la força és molt més petita.

19. 19. Quan es conserva la quantitat de moviment d'un sistema?

    Quan no hi actuen forces externes (sistema aïllat): la quantitat de moviment total abans és igual a la de després. En els xocs es conserva sempre.

20. 20. Error típic: com sumes les quantitats de moviment en aplicar la conservació?

    Vectorialment: tria un sentit positiu, i els cossos que es mouen en sentit contrari hi entren amb signe negatiu.

21. 21. Què distingeix un xoc elàstic d'un d'inelàstic?

    En tots dos es conserva la quantitat de moviment. En l'elàstic també es conserva l'energia cinètica; en l'inelàstic se'n perd una part (deformació, soroll, calor).

22. 22. Què és un xoc perfectament inelàstic?

    Els cossos queden enganxats i surten amb una sola velocitat comuna. Es conserva la quantitat de moviment, però la pèrdua d'energia cinètica és la màxima possible.

23. 23. En una explosió o un retrocés que parteix del repòs, què es pot dir de les dues parts?

    Com que $0 = m_1 v_1 + m_2 v_2$, surten en sentits contraris, i la de més massa es mou més a poc a poc.

24. 24. Què és el moment d'una força?

    La capacitat de la força de fer girar un cos: $M = F\,d$, en $\mathrm{N\cdot m}$, on $d$ és el braç, la distància perpendicular del punt de gir a la línia de la força.

25. 25. Quines dues condicions ha de complir un sòlid rígid per estar en equilibri?

    $\sum F = 0$, perquè no es desplaci, i $\sum M = 0$ respecte de qualsevol punt, perquè no giri.

26. 26. Respecte de quin punt et convé prendre moments en un problema d'equilibri?

    Respecte del punt on actua una força que no coneixes (un suport, una frontissa): el seu braç és zero i desapareix de l'equació.

27. 27. Què és un parell de forces?

    Dues forces iguals, paral·leles i de sentit contrari que no actuen sobre la mateixa línia. Fan girar el cos sense desplaçar-lo, amb moment $M = F\,d$.