LA TERCERA LEY DE MOVIMIENTO DE NEWTON COMPILADO POR: Dra. ZULLY CARVACHE FRANCO, MSc.

Tercera ley de Newton (principio de acción y reacción) Las fuerzas ocurren siempre en pares, no puede existir una fuerza aislada individual. Tercera ley del movimiento de Newton: si el cuerpo A ejerce una fuerza sobre el cuerpo B (una “acción”), entonces, B ejerce una fuerza sobre A (una “reacción”). Estas dos fuerzas tienen la misma magnitud pero dirección opuesta, y actúan sobre diferentes cuerpos. La acción y reacción aparecen como resultado de la interacción entre dos cuerpos.

La fuerza normal ( N ) es la fuerza de soporte ejercida sobre un objeto, el cual está en contacto con otro objeto estable. ¿La fuerza normal y el peso constituyen un par acción-reacción?

EJEMPLO: Que sucede con las fuerzas de acción y reacción entre la pelota y el jugador. ?La pelota se moverá?

ACTIVIDAD 1 Una manzana esta en equilibrio sobre una mesa. ?Que fuerzas actúan sobre ella? ?Cual es la fuerza de reacción para cada una de ellas?. ?Cuales son los pares acción - reacción?

Fuerza de Rozamiento (Fricción) Se representa por fr. Es una fuerza que actúa en dirección opuesta al movimiento. Se da lugar entre la superficie del móvil y la superficie sobre la que éste se mueve. La fricción es la resistencia al movimiento que se da entre dos superficies en contacto.

Naturaleza de la fuerza de fricción Es independiente del área de las superficies en contacto. Es independiente de la velocidad del movimiento. Depende de la naturaleza de las superficies en contacto y del estado de pulimento de las mismas. Es proporcional a la fuerza normal.

Pero en algunas situaciones reales, nos interesa aumentar la fricción. En la mayoría de los casos la presencia de la fricción es indeseada y tratamos de reducirla. Aún las superficies que se consideran pulidas son extremadamente rugosas a escala microscópica. Pero en algunas situaciones reales, nos interesa aumentar la fricción. 9

Fuerzas de Fricción La fricción entre sólidos se clasifican en: estática, deslizante (cinética)y rodante. Fricción estática : La fuerza de fricción es suficiente para impedir el movimiento relativo entre las superficies. Fricción deslizante o cinética: Hay movimiento relativo en la interfaz de las superficies en contacto. Fricción de rodamiento: Cuando una superficie gira conforme se mueve sobre otra superficie pero no se desliza ni resbala en el área de contacto.

Fuerza de fricción estática Es la fuerza de fricción entre dos objetos que no están en movimiento relativo quiere decir (a = 0). Ejemplo de fuerza de fricción estática Esta fuerza es variable. 11

Fuerza de fricción estática máxima La máxima fuerza de fricción estática fsmax , corresponde al instante en que el bloque está a punto de deslizar. Los experimentos demuestran que: fsmáx = sN donde s se denomina coeficiente de fricción estático. 12

Fuerza de fricción cinética Cuando existe movimiento relativo entre las superficies, aparece una fuerza de fricción constante denominada fuerza de fricción cinética. Ejemplo de fuerza de fricción cinética fk = mkN donde mk se denomina coeficiente de fricción cinético. 13

Estados de la Fuerza de Fricción

De acuerdo al grafico: Por lo tanto: La fricción estática se expresa como: La fricción cinética se expresa como: Por lo tanto:

Ejemplo 1 Suponga que usted intenta mover la caja atando una cuerda a ella y tira de la cuerda hacia arriba con un ángulo de 30° sobre la horizontal. ¿Qué fuerza debe aplicar al tirar para mantener la caja en movimiento con velocidad constante? ¿Esto es más fácil o difícil que tirar horizontalmente? Suponga que w=500 N y ᵤk=0.40.

Realizar un diagrama de cuerpo libre para el bloque A y B Ejemplo 2 Realizar un diagrama de cuerpo libre para el bloque A y B

a=11 m/s2 N A fr W

Actividad 2 Un estudiante de Física Conceptual ata una cuerda a una caja que se encuentra sobre un piso horizontal. Si el coeficiente de fricción estático entre la caja de 40Kg y el piso es de 0.650 y el coeficiente cinético es de 0.5, Calcular: ¿Que fuerza horizontal mínima debe aplicar el estudiante para poner en movimiento la caja? Si el estudiante mantiene esa fuerza aplicada cuando la caja comienza a moverse, ¿que magnitud y dirección tendrá la aceleración de la caja? Rep. a) 255N y b) 1.5 m/s2(derecha)

a=11 m/s2 fr B N W

Plano inclinado Diagrama de cuerpo libre a y P x Px Py N T a F P

Ejemplo 1 Para cada una de las alternativas verifique si son verdaderas o falsas

wx wy w fk N Vo=10m/s m N w fk V=0

Calculamos la aceleración y la altura

Si no resbala se quedara en equilibrio wx wy w fs N Vo=10m/s fs w N Wx no es igual a la fricción, es mayor por lo cual no esta en equilibrio. Por lo tanto resbala

Actividad 1 Una bloque A de peso 100N está unido a un peso W, como se muestra en la figura.  a) Si no hay rozamiento y el bloque sube con velocidad constante, el peso W es? a) 50 N b) 60 N c) 70 N d) 80 N.

b) Si existe un coeficiente de rozamiento de 0 b) Si existe un coeficiente de rozamiento de 0.3 y el bloque sube con velocidad constante, el peso W es? a) 36 N b) 84 N c) 100 N d)104 N e)124 N

Actividad 2 Calcule la aceleración de los bloques cuando se tira a uno de ellos con una fuerza F. F m1 Datos m2