Fuerza y movimiento

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F´ ısica Gu´ de Materia ıa Fuerza y movimiento
´ ´ Modulo Comun II Medio

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´ ´ ˜ Nicolas Melgarejo, Veronica Saldana Licenciados en Ciencias Exactas, U. de Chile Estudiantes de Licenciatura en Educaci´n, U. de Chile o

1.

Fuerza y movimiento

Se considera la fuerza como una magnitud vectorial que ocasiona que un cuerpo se acelere. Llamamos fuerza neta sobre uncuerpo a la fuerza que resulta de la suma vectorial de todas las fuerzas que act´an u sobre ´l. Si la fuerza neta ejercida sobre un objeto es cero, entonces su aceleraci´n es cero y el cuerpo e o se encuentra en equilibrio. Un cuerpo est´ en equilibrio cuando est´ en reposo o cuando su velocidad es a a constante (M.R.U.). Galileo Galilei fue el primero en plantear que la naturaleza de la materiaes oponerse a los cambios en su movimiento, los cuales son provocados por fuerzas. En 1.586 Isaac Newton formaliza el enfoque de Galileo y establece las leyes que describen el movimiento a partir de las causas que lo originaron.

1.1.
1.1.1.

Leyes de Newton
Principio de inercia

La primera ley de Newton establece que, si sobre un cuerpo no act´an fuerzas o si de las que act´an u u resultauna fuerza neta nula, un cuerpo en reposo permanece en reposo o equivalentemente, un cuerpo con movimiento rectil´ ıneo uniforme permanece con movimiento rectil´ ıneo uniforme. Esta ley es v´lida en a marcos de referencia inerciales, ´stos son sistemas de referencia que no est´n acelerados. e a

 Ejemplo
1. Cuando un autom´vil frena, los pasajeros son impulsados hacia adelante, como si suscuerpos trao taran de seguir el movimiento. 2. Un patinador, despu´s de haber adquirido cierta velocidad, puede seguir avanzando sin hacer esfuerzo e alguno. 3. En las curvas, los pasajeros de un veh´ ıculo son empujados hacia afuera, pues sus cuerpos tienden a seguir la direcci´n que tra´ o ıan.

Un ciclista que frena repentinamente tiende a seguir en movimiento, debido a la primera ley de Newton.2

1.1.2.

Principio de masa

La segunda ley de Newton establece que la aceleraci´n a que adquiere un cuerpo por efecto de una o fuerza, f , es directamente proporcional a ´sta e inversamente proporcional a su masa m: e f =m·a Masa: es la caracter´ ıstica de un cuerpo que determina su inercia. Inercia: es la tendencia de un cuerpo a permanecer en equilibrio. (1)

Desaf´ ıo...
Sitiene dos autom´viles hechos del mismo material, pero uno tiene el doble de masa o que el otro, ¿cu´l tendr´ m´s inercia? Respuesta a a a

A mayor masa se necesita una fuerza mayor para ejercer una misma aceleraci´n. o 1.1.3. Principio de acci´n y reacci´n o o

La tercera ley de Newton establece que si dos cuerpos interact´an, la fuerza ejercida por el cuerpo u 1 sobre el cuerpo 2 es igual enmagnitud y direcci´n, pero opuesta en sentido a la fuerza ejercida por el o cuerpo 2 sobre el cuerpo 1.

 Ejemplo
1. Cuando se dispara un arma de fuego, ´sta retrocede (“culatazo”). e 2. Si un patinador hace fuerza contra una pared, retrocede como si la pared lo hubiera empujado a ´l. e 3. Cuando un botero quiere alejarse de la orilla, apoya el remo en ella y hace fuerza hacia adelante. El boteretrocede como si lo hubieran empujado desde la orilla. 4. En un lanzamiento de paraca´ ıdas el cuerpo acelera hasta que el peso y la fuerza de resistencia del aire se igualan por el principio de acci´n y reacci´n. o o

3

Cuando un paracaidista ha alcanzado la velocidad l´ ımite, su peso y la resistencia del aire son de igual magnitud y direcci´n pero en sentidos o opuestos. En esta situaci´nla sensao ci´n de caida libre se pierde ya que o el cuerpo baja con velocidad constante.

1.2.

Algunas fuerzas importantes

La unidad de medida de esta magnitud vectorial, seg´n el Sistema Internacional de Medidas, es el u Newton [N ], donde: m 1[N ] = 1[kg] · 2 s 1.2.1. Diagrama de cuerpo libre

La herramienta que utilizamos para determinar la fuerza neta que se ejerce sobre un cuerpo,...
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