- 1. Semana 4 Dinmica: Leyes de Newton Fuerzas. Superposicin de
fuerzas. Sistema inercial de referencia. 1 ley de Newton. 2 ley de
Newton. 3 ley de Newton
2. causa efecto MRU MRUV 1 ley de Newton 2 ley de Newton Fuerzas
3 ley de Newton 3. Fuerzas
- Las fuerzas son el resultado de la interaccin entre los
cuerpos.
- Sabemos que un cuerpo ha sufrido la accin de una fuerza por los
cambios que se producen en l: se deforma o acelera.
- Fuerzas de contacto y fuerzas a distancia
- La fuerza es la medida cuantitativa de la interaccin de dos
cuerpos en contacto o entre un cuerpo y su entorno.
- Para describir una fuerza se necesita determinar su magnitud y
direccin, por ello lafuerzaes unamagnitud vectorial .
- La unidad SI de la magnitud fuerza es elnewton( N ).
- Si varias fuerzas actan sobre un cuerpo, el efecto sobre su
movimiento es igual al que se le da cuando una sola fuerza, igual a
la suma vectorial de las fuerzas ( resultante o fuerza neta ), acta
sobre el cuerpo.
4.
- Se tienen las siguientes fuerzas que se encuentran en el
planoxyactuando sobre un bloque mostrado en la figura. Cul es la
fuerza resultante?
Fuerza resultante
- Calcule la fuerza resultante que acta sobre el bloque
remolcado.
z x y 5. Fuerzas mecnicas Peso Normal N N Friccin f r T Tensin
de la cuerda 6. 3 Ley de Newton
- La tercera ley de Newton afirma que para toda fuerza
deaccinexiste otra fuerza opuestay de igual magnitud llamadareaccin
, tal que
- Las fuerzas siempre se presentan por pares y se ejercen
simultneamente.
- A cualquiera de las dos fuerzas se le puede llamar accino
reaccin.
- El par accin y reaccin no actan en el mismo cuerpo.
2 1 F 12 F 21 Las fuerzas siempre se presentan en pares 7.
Ejemplo: El sistema Tierra-cuerpo Un cuerpo es atrado por la tierra
con una fuerza igual a su peso. A su vez, el cuerpo atrae a la
tierra con una fuerza de igual magnitud, pero aplicada en su
centro. F 12 =mg F 21 = mg 8.
- Se utilizan para representar lasfuerzas de accinque se ejercen
sobre el cuerpo en estudio por parte de los cuerpos con los que
interacta.
Diagrama de cuerpo libre w N Con qu cuerpos interacta la
persona? Rpta: Con la Tierra y con la superficie 9. Diagrama de
cuerpo libre Se separan las partes y se analizan las fuerzas que
actan sobre los bloques 10. Diagrama de cuerpo libre N 2 Fuerzas
que actan sobre el bloque pequeo Fuerzas que actan sobre el bloque
grande Fuerzas que actan sobre el piso N 1 mg N 1 N 2 Mg 11.
- Realizar el diagrama de cuerpo libre de cada uno de los
bloques. Considere que no existe friccin
Ejercicio w 1 T 1 w 2 T 1 T 2 N 2 w 3 T 2 12. Ejercicio
- Realizar el diagrama de cuerpo libre que cada uno de los
bloques. Considere que no existe friccin
w 1 N 1 T 1 w 2 N 2 T 1 N 1 13. Sesin 2 1 y 2 leyes de Newton
14. Inercia, masa y Primera ley de Newton
- Inercia.Es la oposicin que presentan los cuerpos al cambio de
su estado de movimiento. La masa es la medida de la inercia que
presentan los cuerpos.
- La primera ley de Newtonestablece que todo cuerpo que se mueve
con velocidad constante o est en reposo en algn sistema de
referencia, permanecer en tales estados de manera indefinida hasta
que una fuerza externa le modifique su estado de movimiento.
15. Expresin matemtica de la 1 ley de Newton
- Si la resultante de las fuerzas que actan sobre un cuerpo es
nula, dicho cuerpo se mueve en lnea recta y con velocidad constante
o permanece en reposo.
Las fuerzas verticales se equilibran y si no hay friccin, el
bloque se mover con velocidad constante En el juegoair hokeyno hay
friccin 16. Problema
- Un cuadro de 2,00 kg de masa cuelga de dos cables que forman
los ngulos que se muestran en la figura. Calcule los valores de las
tensionesT 1yT 2 .
- Se cancelan las fuerzas en el ejex .
- Se cancelan las fuerzas en el ejey .
- De la primera ecuacin se obtiene una relacin paraT 1 yT 2
.
- Reemplazando en la segunda ecuacin:
17. Segunda ley de Newton
- La aceleracin de un objeto es directamente proporcionala la
fuerza neta que acta sobre l, y es inversamente proporcional a la
masa.
- Qu relacin guardan la direccin de la fuerza resultante y la
direccin de la aceleracin del bloque?
- Sobre un bloque, de 15,0 kg de masa acta una fuerza neta Fde
valor igual a 35,0 N. Determine el valor de la aceleracin.
F 18. Segunda ley de Newton
- En la figura se observa dos bloques de masasMyM /2
respectivamente. Sobre los bloques se aplica una misma fuerza neta
de valor F, cul es la relacin de las aceleraciones de los
bloques?
- Sobre un auto de masaMse aplica una fuerza netaFproducindose
una aceleracina. Si consideramos que sobre el mismo auto ahora se
aplica una fuerza neta igual a2F , en qu factor queda multiplicada
laaceleracin ?
M M/2 F F 19.
- Si el movimiento de un objeto se realiza en un planoxy ,
entonces:
Segunda ley de Newton
- Sobre un bloque, de15,0 kgde masa, acta una fuerzaF de valor
igual a35,0 newtons . Determine la aceleracin (No considere efectos
de rozamiento)
37,0 0 F 20. Problemas
- En la figura el deslizador tiene una masa dem 1= 0,400 kgy se
mueve sobre un riel sin friccin. La fuerza de tensinTgenerada por
la pesa de masam 2acelera al deslizador. Si la tensin tiene una
magnitud de2,00 N , calcule la aceleracin del deslizador.
21. Problema
- Dos bloques de100 kgson arrastrados alo largo de una superficie
sin rozamiento con una aceleracin constante de1,60 m/s 2 , como se
indica en la figura. Determinar la fuerzaT 2y la tensin de las
cuerdas en los puntosA, ByC .
- SolucinSe puede considerar a los dos bloques como uno solo para
hallar la fuerza F.
- En este caso, la fuerza ser de:
- Para calcular el valor de la tensin de la cuerdaT 1 , slo se
considerar el movimiento del ltimo bloque.
m 1 +m 2 a =1,60 m/s 2 T 2 T 1 m 1 22. Problema
- Una fuerza horizontal de 100 N acta sobre un bloque de 12,0 kg
hacindole subir con rapidez constante por un plano inclinado sin
rozamiento, que forma un ngulo de 25,0 con la horizontal. Cul es la
fuerza normal que el plano inclinado ejerce sobre el bloque?
25,0 25,0 23. Ejercicio
- Dos objetos estn conectados por una cuerda de masa
despreciable, como se muestra en la figura. La cuerda y la polea
carecen de rozamiento. Determinar la aceleracin de los objetos y la
tensin de la cuerda para: = 30ym 1 =m 2 =5,00 kg
N 1 w 1 T T w 2 Respuesta: 24. Ejercicio
- Una carga de 15,0 kg de tabiques pende de una cuerda que pasa
por una polea pequea sin friccin y tiene un contrapeso de 28,0 kg
en el otro extremo. El sistema se libera del reposo. a) dibuje el
DCL de cada bloque, b) qu magnitud tiene la aceleracin de los
bloques? c) Qu tensin soporta la cuerda?
Reemplazando en 1: - mg - Mg + T + T -a + a y x