LEY DE LA INERCIA Todo lo que esta quieto, seguirá quieto siempre y cuando no haya una fuerza que lo mueva Todo lo que se esta moviendo seguirá moviéndose siempre y cuando no haya una fuerza que lo detenga. Las dos afirmaciones anteriores, constituyen la PRIMERA LEY DE NEWTON, conocida como la LEY DE LA INERCIA.

AUTOEVALUACION No 5 ¿Que es fuerza? ¿Porque se dice que la fuerza es un Vector? ¿Que son fuerzas concurrentes? ¿Que son fuerzas coplanarias? ¿Que es resultante? ¿Cuando dos o más fuerzas se encuentran en equilibrio? Señale los casos que existen para la composición de fuerzas Señale los casos que existen para la suma del vector fuerza ¿Que dice la ley de la Inercia? ¿Cuando dos o mas fuerzas no están en equilibrio? De tres ejemplos prácticos donde se observe la aplicabilidad de la Ley de la Inercia. ¿Que se puede comprobar al apretar la bomba y al aplicarle una fuerza hacia arriba? ¿Que se puede comprobar si colocamos un cuerpo suspendido? ¿Utilizando los carritos y los resortes que se puede comprobar respecto a la fuerza?

SEGUNDA LEY DE NEWTON “LEY DE LA DINAMICA “ Amarremos una masa con uno, dos , tres resortes luego estiramos sin romperlo y soltamos. En la grafica observamos que a mayor fuerza aplicada mayor va a ser su aceleración, es decir que existe una PROPORCION DIRECTA entre la FUERZA y la ACELERACIÓN. Se observa que en cada caso la caja se mueve más velozmente, debido al aumento de la fuerza. v(m/s) v(m/s) v(m/s) a a a t(sg) t(sg) t(sg)

Matemáticamente esta proporción se expresa así: h f a En forma de ecuación quedaría: f = K x a Para este caso que estamos analizando, la constante K representa la masa (m) de la caja…….Luego: f = m x a Despejando a Despejando m FORMULA QUE REPRESENTA LA SEGUNDA LEY DE NEWTON O LEY DE LA DINAMICA. f f a = m = m a

UNIDADES DE FUERZA EN CADA UNO DE LOS SISTEMAS f = m x a SISTEMAS MASA ACELERAC FUERZA NOMBRE INTERNACIONAL M.K.S kg Newton SEXAGECIMAL C.G.S gr Dinas INGLES P.L.S Lb Poundal

Hallamos la fuerza por medio de la formula f = m x a F = 8 Kg x m / s2 Ejemplo 1. Un cuerpo tiene una masa de 2 Kg. y se mueve con una aceleracion de 4 m / s2. Calcular la fuerza que se le aplico?. Obtenemos los datos Datos m = 2 Kg a = 4 m / s2 F = m x a f = ? 2 kg x 4 m / s2 F = Hallamos la fuerza por medio de la formula f = m x a F = 8 Kg x m / s2 F = 8 Newtons

182 Newton 18,2 Newton 1,82 Dinas 18,2 Dinas Un cuerpo tiene una masa de 3,5 gr. y se mueve con una aceleración de 5,2 cm / s2. Entonces la fuerza que se le aplicó es: 182 Newton 18,2 Newton 1,82 Dinas 18,2 Dinas

Con esa aceleracion hallamos la Velocidad V = a x t Ejemplo 2. Un bloque de 20 gramos recibe la acción de una fuerza de 80 Dinas en 4 segundos. Hallar la distancia que recorrió. Sabemos que f = m x a de aqui despejamos aceleración Datos f m a = 80 gr x cm/s2 a = f = m x a 20 gr m = 20 gr. F = 80 Dinas f a = 4 cm/s2 = a m t = 4 sg Con esa aceleracion hallamos la Velocidad V = a x t d =? d = V x t V = a x t d = 16 cm/s x 4 sg V = 4 cm/s2 x 4 sg d = 64 cm V = 16 cm/s Finalmente hallamos la distancia sabiendo que d=V x t

24 centímetros 6 centímetros 24 metros 6 metros Un bloque de 10 Kg recibe la acción de una fuerza de 20 Newton durante 3 segundos. La distancia recorrida por el bloque en ese tiempo es: 24 centímetros 6 centímetros 24 metros 6 metros

Hallamos la aceleracion sabiendo que a = (vf-vi)/t Ejemplo 3. Que fuerza aplicaría el motor de un auto que tiene 2600 Kg, si en 2 sg. logra aumentar su velocidad de 20 m/sg a 60 m/sg? Datos. m = 2600 Kg t = 2 Sg Vi = 20 m/s Vf = 60 m/s f =? Obtenemos los datos Hallamos la aceleracion sabiendo que a = (vf-vi)/t Finalmente obtenemos el valor de la fuerza. F = m x a

35 Newton 350 Newton 3500 Newton 3,5 Newton Un auto tiene 1400 Kg de masa , si en 8 sg. logra aumentar su velocidad de 15 m/sg a 35 m/sg entonces la fuerza que aplica es de: 35 Newton 350 Newton 3500 Newton 3,5 Newton

Ejemplo 4. Teniendo en cuenta el grafico y las condiciones siguientes. Demostrar que aceleración tiene el carro 1 respecto al carro 2 Condisiones. 1. m2 = 4 m1 2. f1 = 2f2 CARRO 1 F1 = m1 x a1 Reemplazo un valor de las condiciones 2F2 = m1 x a1 F2 = CARRO 2 a1 = 8a2 significa que el carro de masa m1 lleva una aceleracion 8 veces mayor que el carro de masa m2. F2 = m2 x a2 Reemplazo el otro valor de la condición F2 = 4 m1 x a2 (2) Ahora igualamos las ecuaciones (1) y (2) Y resolvemos.

Un futbolista le pega a un balón de 0. 8 Kg Un futbolista le pega a un balón de 0.8 Kg. de masa con una velocidad de 38 m/s desde su estado de reposo en un tiempo de 0.2 segundos. La fuerza que se le aplicó al balón fue de 152 Newton 190 Newton 237,5 Newton 30,4 Newton

Sobre una carreta de 120000 grs se hace una fuerza de 450 Dinas; entonces podemos afirmar que la aceleración es: Mayor a 300 m/s2 Esta entre 100 y 200 m/s2 Esta entre 200 y 300 m/s2 Menor a 200 m/s2

La tierra ejerce sobre un cuerpo una fuerza de 700 Nts; entonces acerca de la masa del cuerpo podemos afirmar. La masa es mayor de 80 kg La masa es menor de 50 kg La masa esta entre 70 y 80 kilos La masa esta entre 40 y 50 kg No es posible determinarla

EJERCICIOS SOBRE FUERZA Y ACELERACION. No. 11 Sobre una carreta se hace una fuerza de 5 Newton; si la carreta tiene una masa de 20 Kg. Con que aceleración se moverá? La fuerza que la tierra ejerce sobre un cuerpo es de 700 Nts. ¿Que masa tendrá el cuerpo? a = g = 9,8 m/s2 Un futbolista le pega a un balón de 0.8 Kg. de masa con una velocidad de 38 m/s desde su estado de reposo en un tiempo de 0.2 segundos. Cual es la fuerza que se le aplicó al balón. Un carro puede acelerar a 3 m/s2 con que aceleración tendrá que remolcar al otro carro que tiene igual masa que el primero Teniendo en cuenta las condiciones siguientes demostrar cual es la aceleracion del carro 1 respecto al carro 2. condicones. 1. m1 = 3m2 2. f2 =4f1

CONVERSIÓN DE UNIDADES DE FUERZA. En Física se utiliza el traspaso de unidades de un sistema a otro y debemos manejar acertadamente estas transformaciones. Ejemplo 1. Cuantas Dinas tendrá un Newton. 1 Newton = Kg x m/s2 (1) 1 Newton = Kg x m / s2 1 Kg = 1000 gr 1 m = 100 cms Se debe transfomar a: Ahora estos valores los reemplazamos en la ecuación (1) 1 Newton = 1000 gr x 100 cm/s2 gr x cm / s2 1 Dina = 1 Newton = 100000 gr x cm/s2 105 1 Newton = Dinas. Edmundo Narvaez

Cuantas Dinas tendra u n Poundal? Cuantos Newton tendra una dina? Ejemplo 2. Un Newton cuantos Poundal tendrá.? Resolver. Cuantas Dinas tendra u n Poundal? Cuantos Newton tendra una dina? Cuantos Poundal tendra una Dina? 1 Newton = Kg x m / s2 1 Newton = Kg x m/s2 (1) 1 Kg = 2.2. Lb. Se debe transformar a: 1 m = 3.2 Pies Ahora estos valores los reemplazamos en la ecuación (1) 1 Poundal = Lb x Pie / s2 Hacemos uso de los factores de conversion. 1 Newton = 2.2 Lb x 3.2 Pies/s2 1000 gr 1 lb x 1 Kg x = 2,2 Lb 1 Kg 453 gr 7,04 Lb x Pie / s2 1 Newton = 100 cm 1 pie 1 m x x = 3,2 pie 1 Newton = 7.04 Poundal 1 m 30,48 cm Edmundo Narvaez

IMPULSO (I ), MOMENTUM (M) O CANTIDAD DE MOVIMIENTO Si se aplica una fuerza durante un tiempo muy corto se produce un movimiento con una aceleración que casi no se advierte en razón de la cortísima acción de la fuerza. Por esta acción el cuerpo pasa en forma casi instantánea del reposo al movimiento recibiendo lo que en física se llama IMPULSO ( I ), y en forma casi instantanea el cuerpo se pone en movimiento adquiriendo lo que denominamos CANTIDAD DE MOVIMIENTO (M). Matematicamente se expresa asi: V I = F x t Impulso F = m x a Pero a = t V Remplazando y transponiendo t m x F = M = m x V Momentum t F x t = m x V Edmundo Narvaez

Ejemplo 1 Un hombre se encuentra en un carro que descansa en una pista de hielo, arroja una piedra de 4 kgs, aplicandole durante 3 segundos una fuerza de 96 Newton. Calcular la velocidad con que sale la piedra. Datos Despejamos v m x V = F x t m = 4 kg Ahora remplazamos V = F x t t = 3 sg m F = 96 Nt V = 96 Kg x m/s2 x 3 s 4 kg v = ? V = 72 m s Edmundo Narvaez

Ejemplo 2 Con una fuerza de 20 Nt se actua durante 2 segundos sobre un cuerpo que adquirió una velocidad de 25 m/s. Calcular la masa del cuerpo. Datos Despejamos m m x V = F x t F = 20 Nt Ahora remplazamos m = F x t t = 2 sg V v = 25 m/s m = 20 Kg x m/s2 x 2 s 25 m/s m = ? m = 1,6 kg Edmundo Narvaez

EL PESO ES UNA FUERZA F = m x a g m x P = Cada planeta tiene su propia fuerza de atraccion a traves de su gravedad teniendo en cuanta la masa del cuerpo que se esta atrayendo. Objeto Gravedad m/s2 Sol 273,15 Mercurio 4.0 Venus 8.75 Tierra 9.8 Marte 3.69 Jupiter 25.69 Saturno 11.08 Urano 9.89 Neptuno 10.99 Pluton 4.7 Luna 1.63 Luego se dice que el peso de cualquier cuerpo es la fuerza de atraccion que todos los planetas y satelites hacen para atraerlos hacia ellos. Esta atracción es la fuerza o sea el mismo peso, luego de acuerdo a la segunda ley de Newton tenemos F = m x a g P = m x Edmundo Narvaez

UNIDADES DE PESO Siendo el peso de un cuerpo una fuerza, sus unidades en los tres sistemas conocidos son las mismas que se utilizan para la fuerza: Newton, Dinas y Poundal. Pero complementariamente se utilizan como unidades de Peso: ( Kg – f) KILOGRAMO- FUERZA Es la fuerza con que la tierra y su gravedad atraen a un 1 KILOGRAMO DE MASA. Pero: m = 1 Kg g = 9,8 m/s2 F = m x a Kg x m /s 2 = Newton m x g P = 9,8 Kg x m/s2 9,8 Nt P = 1 Kg x 9,8 m/s2 P = P = 1 Kg – f = 9,8 Nt Edmundo Narvaez

GRAMO- FUERZA ( gr – f) Pero: m = 1 gr F = m x a m 100 cm cm P = m x g Es la fuerza con que la tierra y su gravedad atraen a un 1 GRAMO DE MASA. Pero: m = 1 gr F = m x a m 100 cm cm P = m x g g = 9,8 x = 980 s2 1 m s2 gr x cm /s 2 = Dinas 1 gr x 980 cm/s2 P = 980 gr x cm/s2 P = 980 Dinas P = 1 gr – f = 980 Dinas Edmundo Narvaez

LIBRA - FUERZA ( Lb – f) Pero: m = 1 libra F = m x a 100 cm 1 Pie g m Es la fuerza con que la tierra y su gravedad atraen a un 1 LIBRA DE MASA. Pero: m = 1 libra F = m x a 100 cm 1 Pie g m Pie P = m x x g = 9,8 x = 32 s2 1 m 30.48 cm s2 Lb x p /s 2 = Poundal 1 Lb x 32 p /s2 P = 32 lb x p /s2 P = 32 Poundal P = 1 lb – f = 32 Poundal Edmundo Narvaez

Ejemplo 1. Para un cuerpo de 47,8 Kilogramos. Calcular el peso en: La tierra, Luna,Marte y Jupiter . TIERRA P= m x g P = 47,8 Kg x 9,8 m/s2 P = 468 Nt LUNA P= m x g P = 47,8 Kg x 1,63 m/s2 P = 77,9 Nt MARTE JUPITER Ejemplo 2 Calcular la masa de un cuerpo cuyo peso es de 19,6 Kg - f La masa se obtiene DIRECTAMENTE es decir : m = 19,6 Kg Ejemplo 3 EdNa Calcular el Peso de un cuerpo cuya masa es de 2 Kg El Peso se obtiene DIRECTAMENTE es decir : P = 2 Kg - f

EJEMPLO 4 Que fuerza se necesita para mover un automovil que pesa 980 Kg-f y tiene una aceleracion de 12 m/s2 Datos F = m x a m = 980 Kg F = 980 Kg x 12 m/s2 a = 12 m/s2 F = 11760 Nt F = ? EJEMPLO 4 Un hombre pesa 75 Kg – f va sentado en un automovil que en un momento acelera a 0,9 m/s2. Que fuerza ejerce el asiento sobre el hombre? Datos F = m x a m = 75 Kg F = 75 Kg x 0,9 m/s2 a = 0,9 m/s2 F = 67,5 Nt F = ? Edmundo Narvaez

CONVERSION DE UNIDADES DE PESO Muchas veces se necesita pasar las unidades de Peso a unidades de Fuerza y viceversa, para comprender esta tematica realicemos algunos ejemplos. EJEMPLO 1 Sabemos que: Cuantos Newton tendra 1 Lb - f Anteriormente encontramos que: 1 Poundal = 0,14 Nt FORMA 1 1 Lb – f = 32 Poundal 1 Lb – f = 32 x 0,14 Nt 1 Lb – f = 4,48 Newton F o r m a 2 1 m p x 453 gr 1 Kg 30,48 cm x x x 1 Lb – f = 1 Lb x 32 1000 gr 1 p 100 cm s2 1 Lb 441838,08 Kg x m = = 4,4 Newton 1 Lb – f = 4,4 Newton 100000 s2 Edmundo Narvaez

Cuantas Dinas tendra 1 Kg - f Anteriormente encontramos que: EJEMPLO 2 Sabemos que: Cuantas Dinas tendra 1 Kg - f Anteriormente encontramos que: 1 Nt = 100000 Dinas FORMA 1 1 Kg – f = 9,8 Newton 1 Kg – f = 9,8 x 100000 Dinas 1 Kg – f = 980000 Dinas F o r m a 2 m 1000 gr 100 cm x 1 Kg – f = 1 Kg x 9,8 x s2 1 Kg 1 m 980000 gr x cm = = 980000 Dinas 1 Kg – f = 980000 Dinas 1 s2 Edmundo Narvaez

Taller. A cuantos gr - f equivale 1 Lb-f EJEMPLO 3 Sabemos que: Cuantas Dinas tendra 1 Lb - f Anteriormente encontramos que: 1 Poundal = 13807 Dinas FORMA 1 Taller. A cuantos gr - f equivale 1 Lb-f Un auto de 200 Kg de masa, lleva una velocidad de 30m/s. Calcular el Momentum. Usted tiene una masa de 65 Kg, calcule su peso; y exprese la respuesta en Kg-f , gr-f , Lb –f , Newton, Dinas y Poundal. 1 Lb – f = 32 Poundal 1 Lb – f = 32 x 13807 Dinas 1 Lb – f = 441824 Dinas F o r m a 2 30,48 cm p x 453 gr x 1 Lb – f = 1 Lb x 32 s2 1 Lb 1 p 441838 gr x cm = = 441838 Dinas 1 Lb – f = 441838 Dinas 1 s2 Edmundo Narvaez