Leyes De Newton Energia Cinetica Y Mecanica

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CAPITULO II:
COPLANARES

LEYES

DE

NEWTON.

FUERZAS

• Tipos de fuerzas: Peso, Normal de contacto, Tensión,
Fuerza de roce y fuerza elástica de un resorte.
• Trabajo
• Potencia
• Energía. Energía cinética
• Energía potencial
• Energía potencial gravitatoria
• Energía potencial elástica
• Sistemas conservativos y No conservativos
• Energía mecánica
• Ejemplos
• Preguntas y problemas sobre elcapítulo II
A continuación veremos situaciones en que las fuerzas sobre las
partículas están sobre un mismo plano, o sea son coplanares.
Aplicaremos las leyes de Newton para estudiar los movimientos de las
partículas, y aunque haremos uso de las tres leyes de Newton,
fundamentalmente nos centraremos en la aplicación de la segunda ley, y en
particular al paso de la ecuación vectorial a lasecuaciones escalares.
Para el propósito de analizar el comportamiento de una partícula bajo
la acción de diferentes fuerzas, debemos conocer los diferentes tipos de
fuerzas que pueden estar presentes. En lo que sigue nos referiremos a ello.
Tipos de fuerzas: Peso, Normal de contacto, Tensión, Fuerza de roce
y fuerza elástica de un resorte.

Peso: Esta fuerza se simboliza por P o W. A ella ya nos hemosreferido
anteriormente. Recordemos que es la fuerza gravitacional que la tierra ejerce
sobre los cuerpos. Esta fuerza está dirigida hacia el centro de la Tierra, o sea sobre
su superficie es vertical hacia abajo. Su valor en un lugar cualquiera es
equivalente al producto de la masa de la partícula por la aceleración de gravedad
del lugar, o sea: P = mg . En los problemas a resolver, como g seconsidera
constante, el peso de las partículas también resulta constante.
Normal de contacto: Esta es la fuerza que resulta del contacto entre las
superficie de dos cuerpos. Es perpendicular a las superficies de contacto.
En la figura 1 se ilustran algunos casos donde aparecen dibujadas las fuerzas de
contacto sobre un cuerpo. Además, se ha graficado el peso del cuerpo. Como

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estamos centrandonuestra atención en un cuerpo, no hemos dibujado las fuerzas
de reacción u otras sobre los demás elementos de la figura.

Fig. 1
Tensión: Si se ata uno de los extremos de una cuerda a un cuerpo y se jala o tira
de su otro extremo, la cuerda tira del cuerpo. Esta fuerza se denomina tensión.
También aparece esta fuerza sobre quien está tirando de la cuerda. Si se considera
que el peso de la cuerda esdespreciable, cada punto de ella queda sometido a dos
tensiones iguales y de sentido contrario. La figura 2 ilustra algunos casos de
interacciones de cuerpos a través de cuerdas. Otras fuerzas han sido omitidas.

Fig. 2

En a) se muestra un bloque sobre una superficie horizontal que es tirado
hacia la izquierda. Se han dibujado la tensión sobre el bloque y la tensión sobre la
mano. Más abajo se hadibujado la cuerda y en un punto cualquiera de ella se ha
dibujado las dos tensiones que actúan sobre dicho punto. Las tensiones T y T’
tiene igual magnitud.
En b) se ha dibujado un bloque sobre una superficie horizontal el cual está
en interacción con otro bloque que cuelga del extremo de la cuerda. La cuerda
pasa por una polea liviana y sin roce, de manera que las tensiones en ambos
tramos de lacuerda resultan de igual magnitud.
En c) de la misma figura un bloque cuelga de una viga. Se han dibujado las
tensiones sobre el bloque y sobre la viga. Las tensiones tienen igual magnitud.
Fuerza de roce: Esta fuerza se presenta entre las superficies de los
cuerpos, cuando éstos se deslizan o tienden a deslizarse uno respecto al otro. Así
por ejemplo, si un bloque que está en reposo sobre unasuperficie horizontal se
tira hacia la derecha, el cuerpo respecto de la superficie se mueve o tiende a
moverse hacia la derecha, entonces aparece sobre él una fuerza hacia la izquierda,
paralela a la superficie. Como la superficie respecto del cuerpo se mueve o tiende
a moverse hacia la izquierda, aparece sobre ella una fuerza de roce hacia la
derecha, paralela a la superficie. Si hay movimiento...