Aplicación De Las Leyes De Newton

Marzo 05, 2013
APLICACIÓN DE LAS
LEYES DE NEWTON

5.1 Empleo de la primera ley de Newton: Partículas en equilibrio

El principio físico fundamental es la primera ley de Newton: si una partícula esta en reposo o se mueve con velocidad constante en un marco de referencia inercial, la fuerza neta que actúa sobre ella —es decir, la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre ella— debeser cero.

5.2 Empleo de la segunda ley de Newton:

Dinámica de partículas
Cuando sobre un cuerpo se aplica una fuerza, éste deja de realizar un movimiento rectilíneo y uniforme, esto es, su velocidad deja de ser constante. El segundo principio de la dinámica nos dice qué es lo que ocurre cuando a una partícula se le aplica una fuerza
“Cuando sobre un cuerpo de masa m se aplica una fuerzaneta  adquiere una aceleración proporcional a la fuerza aplicada e inversamente proporcional a la masa del cuerpo”

o, como se escribe habitualmente

Si hay más de una fuerza aplicada simultáneamente,  es la resultante de las fuerzas aplicadas sobre la partícula, hallada como suma vectorial de ellas.

Peso aparente e ingravidez aparente
Los astronautas en órbita sienten “ingravidez” porquetienen la misma aceleración que su nave, no porque estén “fuera del alcance de la gravedad terrestre”. (Si la fuerza de gravedad no actuara sobre ellos, los astronautas y su nave no permanecerían en órbita, sino que se internarían en el espacio exterior.)

5.3 Fuerzas de fricción

Siempre que dos cuerpos interactúan por contacto directo de sus superficies, llamamos a dicha interacción fuerzasde contacto. La fuerza normal es un ejemplo de fuerza de contacto; en esta sección, veremos con detenimiento otra fuerza de contacto: la fuerza de fricción.
Una fuerza importante en muchos aspectos de nuestra vida es la fricción. El aceite de un motor automotriz reduce la fricción entre piezas móviles; no obstante, sin fricción entre los neumáticos y el asfalto, el automóvil no podría avanzar nidar vuelta. El arrastre del aire —la fricción ejercida por el aire sobre un cuerpo que se mueve a través de él— reduce el rendimiento del combustible en los autos, pero hace que funcionen los paracaídas. Sin fricción, los clavos se saldrían, las bombillas y tapas de frascos se desatornillarían sin esfuerzo y el hockey sobre hielo sería imposible.

Fricción cinética y estática
El tipo de fricciónque actúa cuando un cuerpo se desliza sobre una superficie es la fuerza de fricción cinética El adjetivo “cinética” y el subíndice “k” nos recuerdan que las dos superficies se mueven una relativa a la otra. La magnitud de esta fuerza suele aumentar al aumentar la fuerza normal. Por ello, se requiere más fuerza para deslizar por el piso una caja llena de libros, que la misma caja vacía. Esteprincipio también se usa en los sistemas de frenos de automóviles; si las zapatas se aprietan con más fuerza contra los discos giratorios, mayor será el efecto de frenado. En muchos casos, la magnitud de la fuerza de fricción cinética fk experimental es aproximadamente proporcional a la magnitud n de la fuerza normal.
La magnitud de la fuerza de fricción cinética se define con la siguiente ecuación:fk = µkn

Resistencia de fluidos y rapidez terminal
La dirección de la fuerza de resistencia de un fluido que actúa sobre un cuerpo siempre es opuesta a la dirección de la velocidad del cuerpo. La magnitud de la fuerza de resistencia de un fluido suele aumentar al incrementarse la rapidez del cuerpo en el fluido. Esto es muy diferente de la fuerza de fricción cinética entre dos superficies encontacto, que casi siempre podemos considerar independiente de la rapidez.
A rapidez baja, la magnitud f de la fuerza de resistencia del fluido es aproximadamente proporcional a la rapidez v del cuerpo:
La resistencia del fluido a baja rapidez se plantea: f = kv

donde k es una constante de proporcionalidad que depende de la forma y el tamaño del cuerpo, y las propiedades del fluido. La...