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Fuerzas
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Dinámica Es la parte de la mecánica que tiene por finalidad estudiar las relaciones entre las fuerzas y el movimiento que estas provocan. Es decir entre la causa ( fuerza ) y el efecto ( movimiento )
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FUERZA Fuerza es la acción que ejerce un cuerpo sobre otro.
FUERZA Fuerza es la acción que ejerce un cuerpo sobre otro. La fuerza es una cantidad de tipo vectorial porque cumple las leyes de los vectores.
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Efectos que produce una fuerza
Efectos que produce una fuerza
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Cuando una fuerza actúa sobre un objeto puede producir distintos efectos: el movimiento acelerado de un cuerpo, como en los casos de lanzamiento vertical y la caída libre en la interacción con la fuerza de gravedad, la fuerza que ejerce el motor de un vehículo para moverlo desde el reposo y aumentar su velocidad; la deformación temporal de sólidos elásticos, como al apretar un globo o un resorte, o la deformación definitiva de un cuerpo, como al modelar un trozo de greda o de plasticina. Sobre los cuerpos en la naturaleza están actuando muchas fuerzas simultáneamente. La suma de todas las fuerzas que se ejercen sobre un cuerpo recibe el nombre de fuerza neta o fuerza resultante, y corresponde a una única fuerza equivalente a todas las demás.
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La fuerza es una magnitud vectorial
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Clasificación de las fuerzas: a ) Según su punto de aplicación Fuerzas que actúan por contacto
Fuerzas que actúan a distancia
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b ) Según el tiempo que actúan
Fuerzas Permanentes Fuerzas Instantáneas
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Estática Es la parte de la Física que tiene como objeto estudiar las condiciones que cumplen las fuerzas que actúan sobre una partícula o un sólido para mantenerse en equilibrio.
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Fuerzas en equilibrio Todos los cuerpos están constantemente sometidos a los efectos de las fuerzas. Por ejemplo, aunque no lo percibas, la fuerza de gravedad está actuando en todo instante sobre tu cuerpo y sobre todo lo que está a tu alrededor. Sin embargo, a veces es difícil identificar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo, porque sus efectos no son tan evidentes. En ocasiones, las fuerzas que actúan sobre un cuerpo se contrarrestan entre sí, dando la impresión de no estar presentes. En estos casos, se dice que las fuerzas se equilibran mutuamente y el cuerpo se encuentra en equilibrio. Para que se pierda este equilibrio, basta con que una de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo sea mayor o que actúe una fuerza externa al sistema.
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Las fuerzas como causa del cambio de movimiento
En el siglo IV a. C., el filósofo griego Aristóteles ( a. C.) reflexionó acerca del movimiento y tras directas observaciones, llegó a las siguientes conclusiones: • El estado natural de los cuerpos es el reposo. • Todo cuerpo que se mueve es movido por otro cuerpo. Si queremos que un cuerpo que inicialmente está en reposo se mueva, debemos ejercer una fuerza sobre él. Si la fuerza es instantánea, podremos lograr que el cuerpo comience a moverse, pero acabará parándose si no le aplicamos una fuerza de forma continua.
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En los primeros años del siglo XVII, el científico italiano Galileo Galilei ( ) reflexionó sobre las ideas de Aristóteles y planteó: Si un cuerpo que se mueve no sufre ninguna perturbación, continuará moviéndose eternamente con movimiento rectilíneo y uniforme.
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Isaac Newton (1642-1727) completó el trabajo iniciado por Galileo
Isaac Newton ( ) completó el trabajo iniciado por Galileo. Expresó sus conclusiones en tres principios, denominados principios fundamentales de la dinámica, también conocidos como las leyes de Newton.
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Principios de Newton: 1º Ley de Newton. Ley de Inercia “ Todo cuerpo tiende a mantener su estado de movimiento rectilíneo con velocidad constante, o permanecerá en reposo si el cuerpo se encuentra inicialmente en ese estado “.
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La acción de la fuerza produce un movimiento
El efecto es un movimiento rectilíneo casi uniforme La bola está en reposo Los frenazos bruscos ponen de manifiesto las fuerzas de inercia La nave espacial se mueve en el espacio exterior debido a su inercia Este Principio se llama Principio de Inercia porque indica la resistencia de un cuerpo a ponerse en movimiento a partir del reposo o a cambiar su velocidad. SE LLAMA INERCIA A LA TENDENCIA QUE TIENEN LOS CUERPOS A CONSERVAR SU ESTADO DE MOVIMIENTO O REPOSO. REPOSO: se dice que un cuerpo está en reposo cuando su velocidad respecto al sistema de referencia es nula, no se mueve.
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2º Ley de Newton.Ley del Movimiento
“ La aceleración que adquiere un cuerpo bajo la acción de una fuerza resultante, es directamente proporcional a esta e inversamente proporcional a la masa “. F = m x a m
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Unidades de Fuerza En el sistema internacional de medidas ( S. I. ) la unidad utilizada para expresar fuerza es el NEWTON 1 Newton = 1 Kg. x Otras unidades de fuerza son la DINA y el Kg.- fuerza
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Peso Se llama peso de un cuerpo a la fuerza atractiva que la Tierra ejerce sobre el mismo.. Como todos los cuerpos caen con la aceleración de gravedad g, la cual se debe a esta fuerza. El peso P de un cuerpo cuya masa es m es P = m x g Su dirección es vertical dirigida hacia abajo, como es una fuerza debe medirse en Newton. Debido que la aceleración de gravedad varía de un lugar a otro de la Tierra, el peso de un cuerpo es diferente en lugares distintos de la Tierra.
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Fuerza Normal Es la fuerza ejercida por una superficie sobre un cuerpo que se encuentra apoyado en ella. Se representa por medio de un vector dirigido perpendicularmente a la superficie de contacto y se denota con la letra N
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Fuerza de Tensión Es la fuerza ejercida por una cuerda, considerada de masa despreciable e inextensible, sobre un cuerpo que está ligado a ella. Se representa como un vector dirigido a lo largo de la cuerda.
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Fuerza de Rozamiento Es la fuerza que se origina entre dos cuerpos cuando uno de ellos trata de moverse o se mueve en sentido contrario sobre el otro.Si se trata de dos cuerpos sólidos y uno de ellos se desliza sobre el otro se tiene fricción por deslizamiento, si uno de los cuerpos rueda se tiene fricción por rodadura y si uno de los cuerpo es fluido la fricción recibe el nombre de viscosidad.
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Fricción por deslizamiento
La fuerza de fricción por deslizamiento es proporcional a la fuerza normal que se ejerce sobre las superficies en contacto. F = N Normal F roce Fuerza Peso movimiento
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3º Principio de Newton
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Principio de Acción y Reacción
“ Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro cuerpo, éste ejerce una fuerza igual pero en sentido contrario”. De este modo, para cada fuerza de acción existe una fuerza de reacción de igual magnitud , pero en sentido contrario. Ninguna fuerza puede existir por sí misma. Las fuerzas de acción y reacción nunca se equilibran ya que actúan sobre cuerpos diferentes.
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Hasta aquí la prueba
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1 Kp= 9,8 Newton
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6.- Calcular la masa de un cuerpo, que estando de reposo se le aplica una fuerza de 150 N durante 30 s, permitiéndole recorrer 10 m. ¿Qué rapidez tendrá al cabo de ese tiempo? 7.- Consideramos un cuerpo con un masa m = 2 Kg. que está en reposo sobre un plano horizontal, como el indicado en la figura 17. a) Haz un diagrama de cuerpo libre. b) Calcular la fuerza con que el plano reacciona contra el bloque. 8.- Un móvil de 100 kg recorre 1 km en un tiempo de 10 s partiendo del reposo. Si lo hizo con aceleración constante, ¿qué fuerza lo impulsó? 9.- Sobre un cuerpo de 250 kg actúan dos fuerzas, en sentidos opuestos, hacia la derecha una de N y hacia la izquierda una de N. ¿Cuál es la aceleración del cuerpo?
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Equilibrio Rotacional
Un cuerpo se encuentra en equilibrio rotacional cuando la sumatoria de los torques o momentos que actúan sobre él es cero.
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