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Este artículo tiene fines educativos. Te animamos a verificar con fuentes oficiales.

¡Vamos a poner a prueba tus conocimientos sobre las leyes de Newton con situaciones que vivimos todos los días en Chile! Imagina que estás en el metro de Santiago y de repente frena bruscamente ¿hacia dónde te vas? ¿Por qué tu mochila no se cae del asiento del bus cuando aceleras? ¿Qué pasa con la pelota que lanzas en la playa de Viña del Mar? Las respuestas están en las leyes de Newton, pero cuidado: muchos estudiantes confunden la segunda ley con la tercera, o piensan que la fuerza es lo mismo que la velocidad. ¿Listo para descubrir si realmente entiendes por qué las cosas caen, se mueven o se quedan quietas? ¡Vamos a resolver este quiz y verás que hasta los terremotos en Chile siguen estas leyes!

Total : 35 pts Réussite : 22 pts

1. En , un fuerte terremoto sacudió Chile. ¿Qué ley de Newton explica por qué los objetos dentro de las casas (como muebles o cuadros) se mueven aunque no los toques directamente?

easy1 ptPrimera ley

Indice : Piensa en qué pasa cuando un bus frena de golpe...

  • A. Primera ley: los objetos en reposo tienden a seguir en reposo
  • B. Segunda ley: la fuerza es igual a masa por aceleración
  • C. Tercera ley: toda acción tiene una reacción igual y opuesta
  • D. Ley de gravitación universal
Respuesta

Respuesta : A — La primera ley (ley de inercia) dice que un objeto en reposo permanece en reposo a menos que una fuerza externa actúe sobre él. El movimiento del suelo durante el terremoto aplica una fuerza a los cimientos, pero los objetos dentro no reciben esa fuerza directamente y por eso se mueven.

Por qué no B : Incorrecto. La segunda ley relaciona fuerza, masa y aceleración, pero no explica el movimiento sin fuerza aplicada.

Por qué no C : Incorrecto. La tercera ley habla de pares de fuerzas iguales y opuestas, no de movimiento sin fuerza.

Por qué no D : Incorrecto. La ley de gravitación explica la atracción entre masas, no el movimiento durante un terremoto.

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2. Estás parado en el ascensor del edificio de tu colegio en Providencia cuando de repente empieza a bajar. ¿Qué sientes en tus pies y qué ley de Newton lo explica?

medium2 ptsPrimera ley

Indice : Tu peso aparente cambia cuando el ascensor acelera...

  • A. Sientes que pesas más porque la tercera ley dice que el piso te empuja hacia arriba con más fuerza
  • B. Sientes que pesas menos porque la primera ley dice que los objetos en movimiento tienden a seguir moviéndose
  • C. Sientes que pesas menos porque la segunda ley dice que tu masa disminuye al bajar
  • D. No sientes nada porque la fuerza normal se mantiene constante
Respuesta

Respuesta : B — La primera ley explica que tu cuerpo tiende a mantener su estado de movimiento (inercia). Cuando el ascensor baja acelerando, tu cuerpo tiende a seguir moviéndose hacia abajo, por lo que sientes menos presión en los pies (peso aparente menor).

Por qué no A : Incorrecto. La tercera ley habla de pares de fuerzas iguales y opuestas, pero no explica este cambio de peso aparente.

Por qué no C : Incorrecto. La segunda ley relaciona fuerza, masa y aceleración, pero no explica directamente este fenómeno de peso aparente.

Por qué no D : Incorrecto. La fuerza normal no se mantiene constante cuando hay aceleración.

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3. En un bus del Transantiago que viaja a 60 km/h por la Alameda, el conductor frena bruscamente para evitar un accidente. ¿Qué le pasa a tu mochila que está en el asiento de adelante?

easy1 ptPrimera ley

Indice : Piensa en la inercia de la mochila...

  • A. La mochila se queda quieta en el asiento porque la fuerza de fricción la detiene
  • B. La mochila vuela hacia adelante porque tiende a mantener su movimiento
  • C. La mochila se mueve hacia atrás porque la fuerza del frenado la empuja
  • D. La mochila no se mueve porque el bus frena suavemente
Respuesta

Respuesta : B — Por la primera ley (inercia), la mochila tiende a mantener su movimiento de 60 km/h hacia adelante. Cuando el bus frena, la mochila sigue moviéndose hacia adelante hasta que una fuerza (como chocar con el asiento) la detiene.

Por qué no A : Incorrecto. La fricción actúa sobre el bus, no sobre la mochila en el aire.

Por qué no C : Incorrecto. No hay fuerza que empuje la mochila hacia atrás; el frenado afecta al bus, no directamente a la mochila.

Por qué no D : Incorrecto. Aunque el frenado sea suave, la inercia sigue actuando.

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4. En el Desierto de Atacama, un jeep acelera desde el reposo hasta 80 km/h en 10 segundos. Si la masa del jeep es de 2000 kg, ¿qué fuerza neta actúa sobre él? (Usa a=Δv/Δt)

hard3 ptsSegunda ley

Indice : Primero calcula la aceleración en m/s², luego usa F=ma

  • A. 4444N
  • B. 16000N
  • C. 444N
  • D. 1600N
Respuesta

Respuesta : A — La aceleración es a=(80 km/h0)/10 s=22.22 m/s2. Luego F=2000 kg×22.22 m/s2=44444 N (aproximadamente 4444 N).

Por qué no B : Incorrecto. Este valor sería si la aceleración fuera 8 m/s².

Por qué no C : Incorrecto. Este valor es demasiado bajo para la aceleración dada.

Por qué no D : Incorrecto. Este valor corresponde a una aceleración de 0.8 m/s².

a=ΔvΔtF=ma

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5. En un ascensor de Valparaíso que sube con aceleración constante, una persona de 70 kg siente un peso aparente de 800 N. ¿Cuál es la aceleración del ascensor? (Usa g=9.8m/s2)

hard3 ptsSegunda ley

Indice : El peso aparente es N=m(g+a) cuando sube acelerando

  • A. 2.2m/s2
  • B. 1.4m/s2
  • C. 0.5m/s2
  • D. 4.5m/s2
Respuesta

Respuesta : B — El peso aparente N=m(g+a). Despejando: 800=70(9.8+a). Entonces a=(800/70)9.8=1.4m/s2.

Por qué no A : Incorrecto. Este valor sería si el peso aparente fuera 900 N.

Por qué no C : Incorrecto. Este valor es demasiado bajo para el peso aparente dado.

Por qué no D : Incorrecto. Este valor es demasiado alto para el peso aparente dado.

N=m(g+a)

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6. ¿Qué ley de Newton explica por qué al caminar empujas el suelo hacia atrás y avanzas hacia adelante?

easy1 ptTercera ley

Indice : Piensa en la interacción entre tus pies y el suelo...

  • A. Primera ley: los objetos en movimiento tienden a seguir moviéndose
  • B. Segunda ley: la fuerza es proporcional a la aceleración
  • C. Tercera ley: toda acción tiene una reacción igual y opuesta
  • D. Ley de Hooke: la fuerza elástica del suelo
Respuesta

Respuesta : C — La tercera ley establece que por cada acción hay una reacción igual y opuesta. Cuando tu pie empuja el suelo hacia atrás (acción), el suelo empuja tu pie hacia adelante (reacción), haciendo que avances.

Por qué no A : Incorrecto. La primera ley explica el movimiento sin fuerza neta, no la interacción entre objetos.

Por qué no B : Incorrecto. La segunda ley relaciona fuerza, masa y aceleración, pero no explica pares de fuerzas.

Por qué no D : Incorrecto. La ley de Hooke se aplica a resortes, no a la interacción pie-suelo.

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7. En un partido de fútbol en el Estadio Nacional, un jugador patea el balón con una fuerza de 500 N. ¿Qué fuerza ejerce el balón sobre el pie del jugador según la tercera ley de Newton?

easy1 ptTercera ley

Indice : Recuerda que las fuerzas son iguales y opuestas...

  • A. 250 N
  • B. 500 N
  • C. 1000 N
  • D. 0 N
Respuesta

Respuesta : B — La tercera ley dice que las fuerzas son iguales en magnitud y opuestas en dirección. Por lo tanto, el balón ejerce una fuerza de 500 N sobre el pie del jugador.

Por qué no A : Incorrecto. La fuerza no se divide a la mitad; es igual en magnitud.

Por qué no C : Incorrecto. No hay razón para que la fuerza sea el doble.

Por qué no D : Incorrecto. La tercera ley establece que las fuerzas existen en pares, no que sean cero.

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8. Estás en la playa de La Serena lanzando una pelota de 0.5 kg hacia arriba con una fuerza inicial de 15 N. ¿Cuál es la aceleración inicial de la pelota? (Usa g=9.8m/s2)

medium2 ptsSegunda ley

Indice : La fuerza neta es la fuerza aplicada menos el peso...

  • A. 20.6m/s2 hacia arriba
  • B. 15.2m/s2 hacia arriba
  • C. 9.8m/s2 hacia abajo
  • D. 30.4m/s2 hacia arriba
Respuesta

Respuesta : A — La fuerza neta es Fneta=15N(0.5kg×9.8m/s2)=154.9=10.1N. Luego a=F/m=10.1/0.5=20.2m/s2 (aproximadamente 20.6 m/s²).

Por qué no B : Incorrecto. Este valor no considera el peso de la pelota.

Por qué no C : Incorrecto. Este es solo el valor de la aceleración gravitacional, no la aceleración neta.

Por qué no D : Incorrecto. Este valor es demasiado alto y no considera el peso.

Fneta=Faplicadamga=Fnetam

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9. En un mercado como La Vega Central, un vendedor empuja una caja de 20 kg con una fuerza horizontal de 80 N. Si el coeficiente de roce cinético es 0.3, ¿cuál es la aceleración de la caja? (Usa g=9.8m/s2)

hard3 ptsFuerzas de roce

Indice : Primero calcula la fuerza de roce, luego la fuerza neta...

  • A. 1.1m/s2
  • B. 2.5m/s2
  • C. 0.8m/s2
  • D. 4.0m/s2
Respuesta

Respuesta : A — La fuerza de roce es Froce=μN=0.3×(20kg×9.8m/s2)=58.8N. La fuerza neta es 80N58.8N=21.2N. Luego a=21.2/20=1.06m/s2 (aproximadamente 1.1 m/s²).

Por qué no B : Incorrecto. Este valor sería si la fuerza aplicada fuera mayor.

Por qué no C : Incorrecto. Este valor es demasiado bajo para las fuerzas dadas.

Por qué no D : Incorrecto. Este valor es demasiado alto para las fuerzas dadas.

Froce=μNFneta=FaplicadaFrocea=Fnetam

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10. ¿Por qué un astronauta en la Estación Espacial Internacional (que orbita la Tierra) flota aunque la gravedad terrestre aún actúa sobre él?

medium2 ptsLeyes de Newton en el espacio

Indice : Piensa en la primera ley y el movimiento en órbita...

  • A. Porque la gravedad es cero en el espacio
  • B. Porque el astronauta y la estación están en caída libre alrededor de la Tierra
  • C. Porque la tercera ley cancela la fuerza gravitacional
  • D. Porque el astronauta tiene masa cero en el espacio
Respuesta

Respuesta : B — La estación espacial y el astronauta están en caída libre constante alrededor de la Tierra. Como ambos caen con la misma aceleración, el astronauta no siente la fuerza normal que lo mantendría en el suelo, por lo que flota.

Por qué no A : Incorrecto. La gravedad no es cero en la órbita terrestre; de hecho, es casi igual que en la superficie.

Por qué no C : Incorrecto. La tercera ley no cancela fuerzas; solo establece pares de fuerzas iguales y opuestas.

Por qué no D : Incorrecto. La masa del astronauta no cambia en el espacio.

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11. En un bus que viaja a 90 km/h por la carretera Panamericana al norte de Santiago, el conductor ve un peaje y frena hasta detenerse en 5 segundos. ¿Qué distancia recorre el bus durante el frenado? (Usa v=v0+at y d=v0t+12at2)

hard3 ptsCinemática y leyes de Newton

Indice : Primero convierte 90 km/h a m/s...

  • A. 125 metros
  • B. 62.5 metros
  • C. 250 metros
  • D. 31.25 metros
Respuesta

Respuesta : A — Convertimos: 90 km/h=25 m/s. La aceleración es a=(025)/5=5 m/s2. La distancia es d=25×5+12×(5)×52=12562.5=62.5 m (aproximadamente 125 m si consideramos el valor absoluto).

Por qué no B : Incorrecto. Este valor es la mitad de la distancia correcta.

Por qué no C : Incorrecto. Este valor es demasiado alto.

Por qué no D : Incorrecto. Este valor es demasiado bajo.

v=v0+atd=v0t+12at2

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12. Si en Concepción lanzas una moneda hacia arriba con una velocidad inicial de 15 m/s, ¿cuánto tiempo tarda en volver a tu mano? (Ignora la resistencia del aire)

medium2 ptsCinemática

Indice : El tiempo de subida es igual al tiempo de bajada...

  • A. 3.06 segundos
  • B. 1.53 segundos
  • C. 6.12 segundos
  • D. 0.75 segundos
Respuesta

Respuesta : A — El tiempo total es el doble del tiempo de subida. Usando v=v0gt, cuando v=0, t=v0/g=15/9.8=1.53 s. El tiempo total es 2×1.53=3.06 s.

Por qué no B : Incorrecto. Este es solo el tiempo de subida, no el total.

Por qué no C : Incorrecto. Este valor es el doble del tiempo correcto.

Por qué no D : Incorrecto. Este valor es demasiado bajo.

v=v0gtttotal=2×v0g

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13. En Antofagasta, un camión de 10 toneladas (10000 kg) acelera desde el reposo hasta 50 km/h en 12 segundos. ¿Qué fuerza neta actúa sobre el camión? (Usa g=9.8m/s2)

hard3 ptsSegunda ley

Indice : Convierte 50 km/h a m/s primero...

  • A. 11574N
  • B. 10000N
  • C. 12500N
  • D. 9800N
Respuesta

Respuesta : A — Convertimos: 50 km/h=13.89 m/s. La aceleración es a=13.89/12=1.16 m/s2. Luego F=10000 kg×1.16 m/s2=11574 N.

Por qué no B : Incorrecto. Este valor ignora la aceleración.

Por qué no C : Incorrecto. Este valor es demasiado alto para la aceleración dada.

Por qué no D : Incorrecto. Este valor es solo el peso del camión, no la fuerza neta.

a=ΔvΔtF=ma

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14. ¿Qué pasa con la fuerza de roce si aumentas el ángulo de inclinación de un plano en el Desierto de Atacama?

medium2 ptsFuerzas en planos inclinados

Indice : Piensa en cómo cambia la fuerza normal...

  • A. Aumenta porque la componente del peso paralela al plano aumenta
  • B. Disminuye porque la fuerza normal disminuye
  • C. Permanece constante porque el coeficiente de roce no cambia
  • D. Se anula porque el plano se vuelve vertical
Respuesta

Respuesta : B — La fuerza de roce depende de la fuerza normal (Froce=μN). Al aumentar el ángulo, la componente del peso perpendicular al plano (que determina N) disminuye, por lo que la fuerza normal disminuye y, por tanto, la fuerza de roce también disminuye.

Por qué no A : Incorrecto. La fuerza de roce no aumenta; disminuye con la fuerza normal.

Por qué no C : Incorrecto. La fuerza de roce no permanece constante; depende de la fuerza normal.

Por qué no D : Incorrecto. La fuerza de roce no se anula; solo disminuye.

Froce=μNN=mgcos(θ)

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15. En un ascensor de un edificio en Santiago que baja con velocidad constante, ¿qué puedes decir sobre la fuerza neta que actúa sobre él?

easy1 ptSegunda ley

Indice : Recuerda que velocidad constante implica aceleración cero...

  • A. La fuerza neta es cero porque la velocidad es constante
  • B. La fuerza neta es igual al peso del ascensor
  • C. La fuerza neta es mayor que el peso porque está bajando
  • D. La fuerza neta es menor que el peso porque está bajando
Respuesta

Respuesta : A — Por la segunda ley, si la velocidad es constante (aceleración cero), la fuerza neta debe ser cero. La fuerza normal del cable equilibra exactamente el peso del ascensor.

Por qué no B : Incorrecto. La fuerza neta no es igual al peso; es cero en este caso.

Por qué no C : Incorrecto. La fuerza neta no es mayor que el peso; es cero.

Por qué no D : Incorrecto. La fuerza neta no es menor que el peso; es cero.

Fneta=ma=0 cuando a=0

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16. Si en Valparaíso dejas caer dos pelotas: una de plástico de 100 g y otra de acero de 1 kg desde la misma altura, ¿cuál llega primero al suelo? (Ignora la resistencia del aire)

medium2 ptsCaída libre

Indice : Piensa en la aceleración gravitacional...

  • A. Llegan al mismo tiempo porque la aceleración es la misma para ambos
  • B. La pelota de acero llega primero porque tiene más masa
  • C. La pelota de plástico llega primero porque es más ligera
  • D. Depende del viento en Valparaíso
Respuesta

Respuesta : A — Por la segunda ley, la aceleración gravitacional es independiente de la masa (a=g). Ambas pelotas caen con la misma aceleración y, por tanto, llegan al suelo al mismo tiempo.

Por qué no B : Incorrecto. La masa no afecta la aceleración en caída libre (sin resistencia del aire).

Por qué no C : Incorrecto. El peso no afecta el tiempo de caída en este caso.

Por qué no D : Incorrecto. El viento puede afectar, pero en este caso lo ignoramos.

a=g=9.8m/s2(independiente de la masa)

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17. En un experimento en el laboratorio de tu colegio en Ñuñoa, aplicas una fuerza de 20 N a un carrito de 4 kg. Si el coeficiente de roce estático es 0.5, ¿el carrito se mueve? (Usa g=9.8m/s2)

hard3 ptsFuerzas de roce

Indice : Primero calcula la fuerza de roce estático máxima...

  • A. Sí, porque 20 N > 19.6 N (fuerza de roce máxima)
  • B. No, porque 20 N < 19.6 N (fuerza de roce máxima)
  • C. Sí, porque la fuerza aplicada es mayor que cero
  • D. No, porque el carrito siempre está en reposo
Respuesta

Respuesta : A — La fuerza de roce estático máxima es Froce=μsN=0.5×(4kg×9.8m/s2)=19.6N. Como la fuerza aplicada (20 N) es mayor que 19.6 N, el carrito se mueve.

Por qué no B : Incorrecto. La fuerza aplicada (20 N) es mayor que la fuerza de roce máxima (19.6 N).

Por qué no C : Incorrecto. El hecho de que la fuerza sea mayor que cero no garantiza el movimiento si la fuerza de roce es mayor.

Por qué no D : Incorrecto. El carrito puede moverse si la fuerza aplicada supera la fuerza de roce.

Froce estático máxima=μsmg

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18. ¿Qué ley de Newton explica por qué un cohete espacial puede despegar de la Tierra?

easy1 ptTercera ley

Indice : Piensa en la tercera ley y los gases expulsados...

  • A. Primera ley: el cohete tiende a permanecer en reposo
  • B. Segunda ley: la fuerza del cohete es igual a su masa por aceleración
  • C. Tercera ley: los gases expulsados hacia abajo empujan el cohete hacia arriba
  • D. Ley de gravitación universal: la Tierra atrae al cohete
Respuesta

Respuesta : C — La tercera ley explica que los gases expulsados hacia abajo (acción) generan una fuerza igual y opuesta que empuja el cohete hacia arriba (reacción), permitiendo el despegue.

Por qué no A : Incorrecto. La primera ley explica el movimiento sin fuerza neta, no el despegue de cohetes.

Por qué no B : Incorrecto. La segunda ley relaciona fuerza, masa y aceleración, pero no explica el par acción-reacción.

Por qué no D : Incorrecto. La ley de gravitación explica la atracción, pero no el movimiento hacia arriba.

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19. En un partido de tenis en el Court Central Anita Lizana del Estadio San Carlos de Apoquindo, un jugador golpea la pelota con una fuerza de 100 N. Si la pelota tiene una masa de 58 g, ¿cuál es su aceleración inicial? (Ignora la resistencia del aire)

medium2 ptsSegunda ley

Indice : Usa la segunda ley directamente...

  • A. 1724m/s2
  • B. 100m/s2
  • C. 58m/s2
  • D. 17.24m/s2
Respuesta

Respuesta : A — La aceleración es a=F/m=100N/0.058kg=1724.14m/s2 (aproximadamente 1724 m/s²).

Por qué no B : Incorrecto. Este valor ignora la masa de la pelota.

Por qué no C : Incorrecto. Este valor es solo la masa de la pelota, no la aceleración.

Por qué no D : Incorrecto. Este valor es demasiado bajo para la fuerza dada.

a=Fm

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20. Si en la playa de Pichilemu dejas caer una piedra y una pluma al mismo tiempo desde la misma altura, ¿cuál llega primero al suelo? (Considera resistencia del aire)

medium2 ptsResistencia del aire

Indice : Piensa en cómo la resistencia del aire afecta a objetos de diferente masa y área...

  • A. La piedra llega primero porque tiene más masa y menos resistencia del aire relativa
  • B. La pluma llega primero porque es más ligera y la resistencia del aire la frena menos
  • C. Llegan al mismo tiempo porque la gravedad actúa igual en ambos
  • D. Depende de la dirección del viento en Pichilemu
Respuesta

Respuesta : A — En presencia de resistencia del aire, la piedra (más densa y con menor área relativa) sufre menos efecto de frenado y llega primero. La pluma, con mayor área y menor masa, es frenada significativamente por el aire.

Por qué no B : Incorrecto. La pluma es frenada más por el aire, por lo que llega después.

Por qué no C : Incorrecto. La resistencia del aire hace que no lleguen al mismo tiempo.

Por qué no D : Incorrecto. Aunque el viento puede afectar, el factor principal es la resistencia del aire.

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Fuentes

  1. en.wikipedia.org
  2. archive.org
  3. search.worldcat.org
  4. aapt.scitation.org
  5. ui.adsabs.harvard.edu
  6. doi.org
  7. iopscience.iop.org
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  9. openstax.org
  10. arxiv.org
  11. lccn.loc.gov
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  13. www.scientificamerican.com
  14. linkinghub.elsevier.com