Aplicaciones de las leyes de newton.

Presentación del tema: "Aplicaciones de las leyes de newton."— Transcripción de la presentación:

1 Aplicaciones de las leyes de newton.

2 Recuerde….. La mas de un objeto . Es la medida e su inercia
Inercia es la tendencia de un objeto en reposo a permanecer en reposo y de un objeto en movimiento a continuarlo sin cambiar la ç velocidad, El kilogramo patrón . Es una unidad de comparación. Una fuerza , es un empujón o jalón , una acción sobre un objeto . Le proporciona una aceleración en la dirección de la fuerza . La aceleración es proporcional a la fuerza e inversamente proprcional a la masa del objeto.

3 El newton es la unidad de fuerza en el sistema SI
1 Newton es la fuerza resultante que le proporciona a 1 kg una aceleración de 1 𝑚 𝑠 2 La dina es una unidad de fuerza que equivale a 10 −5 𝑁 La 𝐿𝑏 =4,45N 1 𝑘𝑔 = 1kp = 9,8 N

4 Primera ley de newton ( Ley de inercia): Si la fuerza externa resultante que actúa en un objeto es cero , entonces la velocidad del objeto no cambiara . Un objeto en reposo permanecerá en reposo , un objeto en movimiento continuara moviéndose con velocidad constante Segunda ley de newton ( Ley de fuerza) : Si la fuerza resultante o fuerza neta que actúa sobre un objeto de masa “m” n o es cero , el objeto se acelerará en la dirección de la fuerza . La aceleración Tercera ley de newton (acción reacción) por cada fuerza que actua sobre un cuerpo , existe otra igual pero en sentido opuesdto actauando sobre çalgun otro cuerpo.

5 El peso : de un cuerpo , es la fuerza gravitacional que atrae el cuerpo . En la tierra , es la fuerza gravitacional que ejerce la tierra sobre el cuerpo, sus unidades es el Newton.

6 Diagrama de cuerpo libre.
Es un método , una estrategia , una técnica didáctica que permite identificar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo o mas de uno de ellos que conforman un sistema.

7 Diagrama de cuerpo libre
Diagrama de cuerpo libre. Objeto que es jalado por una fuerza sobre una superficie horizontal sin fricción.

8 Tres situaciones diferentes.

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12 Aplicaciones :Construya el diagrama de cuerpo libre para la siguiente situación.

13 Aplicaciones :Construya el diagrama de cuerpo libre para la siguiente situación.

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16 Aplicaciones :Construya el diagrama de cuerpo libre para la siguiente situación.

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18 Aplicaciones :Construya el diagrama de cuerpo libre para la siguiente situación. (escriba las ecuaciones)

19 Construya el diagrama de cuerpo libre para el siste4ma de bloques , suponiendo que el bloque m1 es el que “cae”.

20 Aplicaciones :Construya el diagrama de cuerpo libre para la siguiente situación.

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25 Problemas de aplicación:
1.- Encuentre el peso de un cuerpo , si su mas en la tierra es kg gr. 2.- A un objeto de 20kg que se mueve libremente se le aplica una fuerza re3sultante de 45 N en la dirección –X . Calcular la aceleración del obje4to. (-2,25 𝑚 𝑠 2 )

26 3.-UN objeto de 5 kg se jala hacia arriba con una cuerda acelerándolo a 0,30 𝑚 𝑠 2
¿Cuál debe ser la tensión en la cuerda? ( 50,5N) 4.- Se necesita una fuerza de 140N para jalar una caja de 60kg sobre un piso horizontal con rapidez constante .¿Cual es la fuerza de fricción entre el piso y la caja? (0,238)

27 6.- Se desea aplicar una aceleración de 0,70 𝑚 𝑠 2 a un objeto de 600N
5.- La única fuerza que actúa sobre un objeto de 5kg tiene por componentes 𝐹 𝑥 =20𝑁 𝑦 𝐹 𝑦 =30𝑁 . Encuentre la aceleración que experimenta el objeto. (7,21 𝑚 𝑠 2 ) 6.- Se desea aplicar una aceleración de 0,70 𝑚 𝑠 2 a un objeto de 600N ¿De que magnitud debe ser la fuerza no balanceada que actúa sobre el objeto? (43N) 7.- Una fuerza constante actúa sobre un objeto de 5kg y disminuye la velocidad de 7 a 3 m/s en un tiempo de 3s . Encontrar la fuerza que retarsda el movimiento? (-6,7) +

28 8.- Un bloque de 400gr con velocidad inicial de 80cm/s resbala sobre la cubierta de una mesa en contra de una fuerza de fricción de 0,70N 8.1.- ¿Qué que distancia r3ecorrera resbalando ante4s de detenerse? 8.2.- Cual es el coeficiente de fricción entre el bloque y la cubierta de la mesa? (0,183m ; 0,179) 9.- U automóvil de 600kg de masa se mueve en un camino nivelado a 30m/s 9.1.- ¿Qué tan grande es la magnitud de la fuerza retardadora ( suponiendo constante) que se requiere para detener al automóvil en una distancia de 70m? 9.2.- ¿Cuál es el mínimo coeficiente de fricción entre las llantas y el camino para q que esto suceda? (-3,86N ; 0,66)

29 10. - Una locomotora de 8000kg tira de un tren de 40
10.- Una locomotora de 8000kg tira de un tren de kg a lo largo de una vía nivelada con una aceleración de 1,20 𝑚 𝑠 2 ¿Con que aceleración tirara de un tren de Kg? (2,40 𝑚 𝑠 2 )

30 11. - En la figura , un objeto de masa “m” esta colgado de una cuerda
11.- En la figura , un objeto de masa “m” esta colgado de una cuerda . Calcular la te3nsion en la cuerda si el objeto se encuentra En reposo. Se mueve con velocidad constante Se acelera hacia arriba con una aceleración de 3 2 𝑔 Se acelera hacia abajo con as=0,75g.

31 13.- Calcular la mínima aceleración con la cual una mujer de 45kg se desliza por una cuerda , si la tensión mínima que resiste la cuerda es de 300N. (3,1 𝑚 𝑠 2 ) 14.- Una caja de 70 kg resbala a lo largo de un piso debido a una fuerza de 400N ( ver fig) . El coeficiente de fricción entre la caja y el piso es de 0,50 . Calcular la aceleración que experimenta la caja. ( 0,81 𝑚 𝑠 2 )

32 15.-Una caja de 20kg reposa sobre un plano inclinado que tiene un ángulo de 30º con la horizontal. El coeficiente de roce entre la caja y el plano inclinado es de 0,30. La caja se encuentra a una distancia de 6 metros del pie del plano inclinado. Determine: La aceleración que experimenta la caja cuando desciende por el plano inclinado. El tiempo que demora en llegar al pie del plano inclinado. La velocidad con que llega al pie del plano inclinado. La altura respecto de la horizontal desde la cual descendió. (2,35 𝑚 𝑠 2 )

33 16.- cuando una fuerza F de 500 N empuja a una caja de 25kg como se indica en la fig. , la aceleración que experimenta la caja al ascender por el plano inclinado es de 0,75 𝑚 𝑠 Calcule el coeficiente de fricción entre la caja y el plano inclinado. (0,41)

34 17.- Dos bloques de masas M =300g y M`=500gr son empujados por una fuerza F como se indica en la figura. El coeficiente de fricción entre cada bloque y la mesa es de 0,4 .determine: el valor de la fuerza F para que los bloques experimenten una aceleración de 𝑐𝑚 𝑠 2 17.2.-La magnitud de la fuerza de contacto entre los bloques (4,74N; 2,96N)

35 18.- Una masa de 7kg cuelga del extremo de una cuerda que pasa por una polea sin fricción, en el otro extremo cuelga una masa de 9kg (este arreglo se llama máquina de Atwood). Determine: La aceleración de las masas. 18.2.-La tensión en la cuerda. (1,23 𝑚 𝑠 2 , 77N)

36 19.- En la figura. ¿Qué tan grande debe ser la fuerza horizontal que tira el bloque A , además de T para darle una aceleración de 0,75 𝑚 𝑠 2 hacia la izquierda?(Suponga que el roce cinético 0,20) (226N)

37 20.- El coeficiente de fricción entre una caja y la plataforma de un camión es 0,6 .¿Cual es la máxima aceleración que puede experimentar el camión sobre un terreno horizontal y nivelado si la caja no debe resbalar? (5,9 𝑚 𝑠 2

38 21.- El coeficiente de fricción entre una caja y la plataforma de un camión es 0,6 .¿Cual es la máxima aceleración que puede experimentar el camión sobre un terreno horizontal y nivelado si la caja no debe resbalar? (5,9 𝑚 𝑠 2

39 22. -En la figura, las dos cajas tiene la misma masa de 40kg
22.-En la figura, las dos cajas tiene la misma masa de 40kg .Ambas experimentan una fuerza de fricción cinética con un coeficiente de 0,15 .Determine: 22.1.-La aceleración que experimenta el sistema. 22.2.-La magnitud de la tensión en la cuerda que las une. (1,08 𝑚 𝑠 2 , 102N)

40 23.- En el sistema que se muestra, la fuerza F acelera la masa M hacia la derecha. Encuentre su aceleración en términos de F, el coeficiente de fricción µ, 𝑎= 𝐹−2𝜇 𝑚 2 𝑔 𝑚 1 + 𝑚 2 −𝜇𝑔

41 24.-En el sistema de la figura , la fricción y la masa de la polea son despreciables. Encontrar la aceleración de 𝑚 2 , si 𝑚 1 =300𝑔𝑟 𝑦 𝑚 2 = 500𝑔𝑟 𝑦 𝐹=1,5𝑁 (0,882 𝑚 𝑠 2 )

42 25. - En la figura, los pesos de los objetos son 200N y 300N
25.- En la figura, los pesos de los objetos son 200N y 300N. Se considera que las poleas no tienen fricción y que sus masas son despreciables. La polea 𝑃 1 tiene un eje estacionario, la polea 𝑃 2 puede subir o bajar libremente. Calcule las tensiones 𝑇 1 𝑦 𝑇 2 , así como la aceleración de cada cuerpo. (327N; 164N; 1,78 𝑚 𝑠 2 )

43 26.-Calcule la masa de la tierra, suponiendo que es una esfera de radio 6370 km.
(6 𝑥10 24 𝑘𝑔) 27.-Una fuerza actúa sobre un cuerpo de masa 2kg. ¿Qué aceleración produce la misma fuerza cuando actúa sobre una masa de 4kg?¿Cuál es la magnitud de la fuerza? (1,5 𝑚 𝑠 , 6N)

44 28.-Un cable horizontal tira de una carreta de 200kg a lo largo de un camino horizontal. La tensión en el cable es de 500N Partiendo del reposo. 28.1.-¿Qué tiempo llevara a la carreta alcanzar una rapidez de 8 𝑚 𝑠 28.2.-¿Qué distancia habrá recorrido? (3,2s , 12,8m) 29.-Un auto de 900kg viaja a 20m/s en un camino plano. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza retardadora constante necesaria para detener el auto en una distancia de 30m? (6000N)

45 30.-Una bala de 12gr es acelerada desde el reposo hasta una rapidez de 700m/s al recorrer 20cm dentro del cañón de un fusil. Suponiendo que la aceleración es constante ¿Qué tan grande debe ser la fuerza aceleradora? (14,7KN) 31.-Un hombre de 700N se encuentra de pie sobre la báscula en el piso de un elevador. La báscula registra la fuerza de todo lo que se ponga sobre ella. ¿Cuál es la lectura de la balanza , si el elevador tiene una aceleración de1.8 𝑚 𝑠 hacia arriba, 1,8 𝑚 𝑠 hacia abajo y 9,8 𝑚 𝑠 ¿ (829N, 571N, cero) 32.-Utilizando la báscula descrita en el problema anterior un astronauta se pesa en la luna, ¿Cuál es la lectura de la báscula? (104N)

46 33.-Una cuerda pasa sobre una polea fija sin fricción y con masa despreciable. Un objeto de 4kg se cuelga en un extremo y en el otro un objeto de 12 kg. Calcular la aceleración y la tensión en la cuerda. (4,9 𝑚 𝑠 , 59N) 34.- Un elevador parte del reposo y sube con aceleración constante. Se mueve 2,0 metros en los primeros 0,60 segundos. Un pasajero en el elevador sostiene un paquete de 3kg con una cuerda. ¿Cuál es la tensión en la cuerda durante la aceleración? (63N)

47 35.-Justo en el momento en que abre su paracaídas, una paracaidista cuyas medidas anatómicas son: 90, 60,90 y de 60kg, desciende con una rapidez de 50m/s. después de 0,80s el paracaídas está totalmente abierto y la rapidez se reduce a 12m/s . Calcule la fuerza retardadora promedio ejercida sobre el paracaídas en este intervalo de tiempo si la desaceleración es uniforme. ( =3438N) 36.-Una masa de 300gr cuelga del extremo de un cordón. Un segundo cordón, que sostiene una masa de 900gr, cuelga de la parte inferior de la primera masa. Calcular: 36.1.-La tensión en cada cordón cuando son aceleradas hacia arriba a 0,70 𝑚 𝑠 2 36.2.-La tensión en cada cordón cuando la aceleración es hacia abajo. (12,6N y 9,45N ; 10,9 y 8,19N)

48 37.-Una carreta de 20kg es arrastrada sobre un terreno horizontal o nivelado con una cuerda que forma un ángulo de 30° con la horizontal. Una fuerza de fricción de 30N se opone al movimiento .Calcule: 37.1.-La fuerza con que se jala la cuerda para que se mueva con velocidad constante. 37.2.-La fuerza con que se jala la cuerda para que se mueva con una aceleración de 0,40 𝑚 𝑠 2 (34,6 ¸43,9N)

49 38.-Una caja de 12kg se suelta desde la parte superior de un plano inclinado de 5 metros de longitud y que forma un ángulo de 40° con la horizontal. Una fuerza de fricción de 60 N impide el movimiento de la caja. Calcule: La aceleración que experimenta la caja. El tiempo que demora la caja en alcanzar la base del plano inclinado. (1,30 𝑚 𝑠 , 2,8s)

50 Gracias .-