DINAMICA Leyes de Newton Luz H. Lasso

Contenido Concepto de fuerza Ejemplos de fuerzas Primera ley de Newton Inercia y masa Marco de referencia inercial Segunda ley de Newton Tercera ley de Newton Equilibrio Fuerzas de fricción Luz H. Lasso

Concepto de fuerza Una fuerza es intuitivamente algo que implica un jalón o empujón. Debemos distinguir entre fuerzas de contacto y de acción a distancia (fuerzas de campo). La fuerza es aquello que ocasiona que un cuerpo se acelere. Cuando la velocidad de un cuerpo es constante o cuando un cuerpo está en reposo, se dice que está en equilibrio, en este caso la suma de las fuerzas actuando sobre el cuerpo es cero. Luz H. Lasso

Ejemplos de fuerzas Fuerzas de contacto Fuerzas de campo m M q Q Hierro N S Luz H. Lasso

La fuerza de contacto no es la fuerza de reacción al peso Luz H. Lasso

La fuerza de contacto procede de la elasticidad Luz H. Lasso

Distintos valores de la tensión T de una cuerda Luz H. Lasso

Sobre la pelota en rotación actúa la fuerza centrípeta, igual a la tensión de la cuerda. La pelota ejerce sobre la cuerda y, por tanto, sobre el joven una fuerza de contacto igual y de sentido contrario (fuerza centrífuga). Luz H. Lasso

Primera ley de Newton (ley de inercia) Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, a menos que se le obligue a cambiar dicho estado por fuerzas que ejerzan su acción sobre él. Un objeto en reposo permanecerá en reposo a menos que una fuerza resultante distinta de cero actúe sobre él. Un objeto en movimiento continuará su movimiento a lo largo de una trayectoria rectilínea a velocidad constante a menos que una fuerza resultante diferente de cero actúe sobre él. Luz H. Lasso

Inercia y masa La inercia de un cuerpo es la tendencia a resistir cualquier cambio en su estado de movimiento. La masa es una medida de la inercia de un cuerpo. La masa se mide en kilogramos (kg). Los objetos poseen inercia, es decir, tiene masa. Luz H. Lasso

Marco de referencia inercial En un marco de referencia inercial, un cuerpo que no esté sujeto a una fuerza neta permanecerá en reposo o se moverá a velocidad constante. En un marco de referencia inercial se cumple la primera ley de Newton. Luz H. Lasso

Segunda ley de Newton La fuerza neta,  F, que actúa sobre una partícula de masa m produce una aceleración a =  F/m en dirección de la fuerza neta. Fneta  m para a constante Fneta  a para m constante m0 F0 2F0 3F0 a=a0 a=2a0 a=3a0 La aceleración de un cuerpo es la misma en todos los marcos de referencia inerciales. Luz H. Lasso

Continuación La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa. El peso w es la fuerza que ejerce la Tierra sobre un objeto. w = mg Luz H. Lasso

Tercera ley de Newton Si dos cuerpos interactúan, la fuerza ejercida sobre el cuerpo 1 por el cuerpo 2 es igual y opuesta a la fuerza ejercida sobre el cuerpo 2 por el cuerpo 1: F12 = -F21 2 1 F12 F21 F12 = -F21 F12 F21 Luz H. Lasso

Equilibrio Cuando las fuerzas que actúan sobre un cuerpo suman cero, se dice que está en equilibrio traslacional. Si el cuerpo está en reposo, está en equilibrio estático, mientras que si se mueve con velocidad constante, está en equilibrio dinámico. n = -n’ y w = -w’ n n’ w w’ Luz H. Lasso

Suma de fuerzas Las fuerzas se representan como vectores, por lo tanto, deben sumarse como tales. F1 F2 F3 = F1 + F2 Luz H. Lasso

Semáforo en reposo Diagrama de cuerpo libre del semáforo 53° 37° T1 T2 Diagrama del nudo que une los cables w T3 T1 T2 T3 53° 37° x y Luz H. Lasso

Caja sobre plano inclinado m q q w = mg mg cosq mg senq a n y x Luz H. Lasso

Máquina de Atwood m1 m2 T m1g m2g a m1 m2 Luz H. Lasso

Dos objetos conectados m1 T m1g a q w = m2g m2g cosq m2g senq a n y x T q m1 m2 Luz H. Lasso

Un bloque empuja a otro m1 m2 F F w1 n1 P’ w2 n2 P Luz H. Lasso

Fuerza de fricción La fuerza de fricción es el resultado de la interación de un cuerpo con sus alrededores. Si se aplica una fuerza F a un objeto sobre una superficie, la superficie ejerce una fuerza de fricción f, la cual se opone a la fuerza F. Si el cuerpo permanece en reposo, se tendrá F=f. A esta fuerza se le llama fuerza de fricción estática, fe. Cuando la fuerza F es lo suficientemente grande, el cuerpo comenzará a moverse, en este caso la fuerza de fricción será fe,max. F fe w n Luz H. Lasso

Medición de me y mc y n f x mg senq q mg cosq q w = mg Luz H. Lasso

Objetos conectados con fricción m2g T m1 m2 q F q F T fc m1g n F cos q F sen q a Luz H. Lasso

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