BART FRENTE A NEWTON (parte 2)

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1 BART FRENTE A NEWTON (parte 2)
                                                                                   FÍSICA4º ESO DINÁMICA Ángel L. Pérez

2 2- FUERZAS TANGENCIALES Y ROZAMIENTO
¡Veo que has utilizado la cabeza! ¡Chicos, vuelvo a necesitar ayuda!, me temo que los experimentos científicos no son lo mío

3 1ª Ley de Newton: Principio de la inercia
N = (0, N) ¡Esta vez trabajaremos según mis leyes! ¿Recuerdas? R = P + N = (0, 0) Déjame ver... 1ª Ley “Si no lo tocas, no cambia” vo= (0, 0) m/s vf = (0, 0) m/s Si sobre un cuerpo en reposo actúa una Fuerza Resultante nula, el cuerpo continúa en reposo. P = (0, -mg)

4 1ª Ley de Newton: Principio de la inercia
N = (0, N) ¡También se aplica a cuerpos con velocidad constante! R = P + N = (0, 0) vo= (v, 0) m/s vf = (v, 0) m/s Tu dirás lo que quieras, pero mi monopatín se acaba parando… Si sobre un cuerpo en MRU actúa una Fuerza Resultante nula, el cuerpo continúa en MRU. P = (0, -mg)

5 2ª Ley de Newton: Principio fundamental de la Dinámica
Tienes razón, es debido al rozamiento, que es una fuerza que siempre se opone al movimiento N = (0, N) vo= (v, 0) m/s R = P + N + Fr = (?, 0) vf = (0, 0) m/s ¡Entonces la Resultante cambiará y ya no habrá equilibrio en el eje del movimiento! Fr = (-μN,0) P = (0, -mg)

6 2ª Ley de Newton: Principio fundamental de la Dinámica
N = (0, N) Para estos casos creé mi 2ª Ley, ¿recuerdas lo que decía? R = P + N + Fr = (ma, 0) vo= (v, 0) m/s Fr = (-μN,0) vf = (0, 0) m/s Era algo así como: “Si lo tocas, cambia” La Resultante neta que actúa sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que le produce. F = m a P = (0, -mg)

7 μ = 0,3 R = P + N + Fr = (ma, 0) R = P + N + Fr = (ma, 0)
(0, -mg) + (0, N) + (-μN, 0) = (ma, 0) Eje y→ -mg + N = 0 → N = mg = 490 N Eje x→ -μN = ma → a = -μN/m = -μg = m/s2 N = (0, N) = (0, 490) N Hagamos un calculito, supongamos un coef. de rozamiento de 0,3 μ = 0,3 R = P + N + Fr = (ma, 0) vo= (v, 0) m/s vf = (0, 0) m/s y en la báscula 49 kg del menda y uno del monopatín suman 50 kg Fr = (-μN,0) P = (0, -mg) = (0,-490) N = (-147, 0) N

8 Observa los vectores Resultante y aceleración
a = m/s2; vo = 5 m/s; frenar → v = 0 m/s Record. cinemática: v 2 = vo aΔx → despejo Δx = 4.25 m N = (0, N) = (0, 490) N Observa los vectores Resultante y aceleración μ = 0,3 R = P + N + Fr = R = Fr = (-147, 0) N vo= (5, 0) m/s Recordando la cinemática calcularé cuánta distancia necesito para frenar si la vo = 5 m/s vf = (0, 0) m/s a= (-2.94, 0) m/s2 Fr = (-μN,0) P = (0, -mg) = (0,-490) N = (-147, 0) N

9 R = P + N + Fr + F = (0, 0) N Si v = cte → a = 0 → R = 0 μ = 0,3
R = P + N + Fr + F = (ma, 0) Si v = cte → a = 0 → R = 0 (0, -mg) + (0, N) + (-μN, 0) + (F, 0) = (0, 0) Eje y→ -mg + N = 0 → N = mg = 490 N Eje x→ -μN + F = 0 → F = μN = μmg = 147 N N = (0, N) = (0, 490) N Bart, ¿podrías viajar a velocidad cte. en presencia del rozamiento? F = (F, 0) R = P + N + Fr + F = (0, 0) N Si v = cte → a = 0 → R = 0 μ = 0,3 = (-147, 0) N ¡Sería un caso de equilibrio! Necesitaría una fuerza que anulase al rozamiento en el eje de las “x”. vo= (5, 0) m/s vf = (5, 0) m/s Fr = (-μN,0) = (-147, 0) N P = (0, -mg) = (0,-490) N

10 R = P + N + Fr + F = (ma, 0) con F = 200 N
(0, -mg) + (0, N) + (-μN, 0) + (F, 0) = (ma, 0) Eje y→ -mg + N = 0 → N = mg = 490 N Eje x→ -μN + F = ma → a = F/m – μg = 1,06 ms-2 N = (0, N) = (0, 490) N Entonces aparecería una aceleración… volveríamos a la 2ª ley F = (F, 0) μ = 0,3 = (200, 0) N R = P + N + Fr + F = (53, 0) N ¿Y si aumentase la fuerza de mi motor hasta 200 N? vo= (5, 0) m/s Fr = (-μN,0) = (-147, 0) N P = (0, -mg) = (0,-490) N

11 ¿Se podría calcular la velocidad final?
a = 1,06 ms-2; Δx = 10 m; vo= 5 m/s Record. cinemática: v 2 = vo aΔx v = 6,80 m/s Supongamos que queremos calcular la velocidad cuando has recorrido 10 m a = (1´06, 0) m/s2 μ = 0,3 R = P + N + Fr + F = (53, 0) N Podemos sustituir todas las fuerzas por la resultante vo= (5, 0) m/s ¿Se podría calcular la velocidad final? vf = (6´8, 0) m/s

12 Ahora tu eres Bart (Actividades)
Si sobre un carrito de 200 g actúa una fuerza tangencial de 0,5 N, calcula: La aceleración que sufre si no hay rozamiento. El coeficiente de rozamiento necesario para que el coche viaje con MRU. Calcula el coeficiente de rozamiento que se opone a un cuerpo de masa 10 kg que se mueve con una aceleración de 4,5 m/s2 al aplicarle una fuerza de 60 N. ¿Cómo le afecta a la fuerza de rozamiento el duplicar la fuerza del cuerpo?¿y duplicar la superficie de contacto? Hazte Gigante... ¡Ánimo, sigue mis pasos!

13 ¡En ningún caso se multiplicará por cero!
CONTINUARÁ … Bart, tu padre está duplicando su masa, ¿qué ocurrirá con el rozamiento? ¡En ningún caso se multiplicará por cero!