Leyes de newton

LEYES DE NEWTON PARA UNA PARTÍCULA.

(Fuerzas mecánicas especiales)

Indicador de logro:

Comprendo las ideas y conceptos que explican las leyes de Newton, las utilizo para describir las unidades de fuerza y masa en los diferentes sistemas y con ellas describo las fuerzas mecánicas especiales peso, tensión en cuerdas, fuerza normal y rozamiento para resolver problemas propuestos.

Reseñaconceptual:

Leyes de Newton para el movimiento de una partícula:

Consideraciones:
❖ Si un cuerpo se encuentra en reposo y uno quiere que se mueva, es necesario aplicarle una fuerza.
❖ Si uno ve que un cuerpo se está moviendo y quiere detenerlo o desviarlo o “acelerarlo”, también tendrá que aplicarle una fuerza. Ya Galileo Galilei había notado este fenómeno y posteriormente Isaac Newtonlo enunció como la primera ley del movimiento lineal de un cuerpo.
❖ En general si un cuerpo se mueve en línea recta, por grande que sea, puede considerarse como una partícula pues esto no afecta el resultado de su estudio y en cambio si lo simplifica.


Primera ley de Newton.

Ley de Inercia para el movimiento de una partícula:

Esta ley se enuncia para cuerpos o sistemas que no estánsometidos a fuerza alguna en el sistema de referencia donde nos encontremos o si actúan fuerzas, éstas se anulan entre sí, de modo que toda fuerza queda balanceada (anulada). Dice así:

Todo cuerpo tiende a mantenerse en reposo, si así se encuentra, o en movimiento rectilíneo uniforme, si es que se encuentra en movimiento, a menos que sobre él actúe una fuerza no- balanceada (diferente de cero).Inercia puede entenderse, intuitivamente, como “pesadez” o dificultad (resistencia) que presenta un cuerpo para moverlo, detenerlo, desviarlo o “impulsarlo”.

En física hay dos cantidades o magnitudes con las que se mide la inercia de un cuerpo:
1. La masa m si el cuerpo se encuentra en reposo y
2. La cantidad de movimiento p (llamada también momentum o momento lineal) si el cuerpo seencuentra en movimiento.

La cantidad de movimiento es una cantidad vectorial que se define como el producto entre la masa del cuerpo y la velocidad que posee el cuerpo en el momento en que se calcula: [pic]; las unidades del momentum, por supuesto son unidades de masa por velocidad en el sistema en que nos ubiquemos.

|Sistema de unidades. |S.I.U.|C.G.S. o de Gauss |Inglés. |
|Unidades de p |Kg m/ s |Gr cm/ s |Slug pie/ s |

Nota: el Slug (≈ 14.6 kg) y otras unidades de masa que pueden parecer extrañas al estudiante, se definirán más adelante después de la segunda ley deNewton.
Segunda ley de Newton.

Ley que relaciona fuerza, masa y aceleración:

Esta ley se enuncia para cuerpos o sistemas sobre los que actúan fuerzas no balanceadas y por eso se considera como la continuación de la primera ley. Dice así:

Cuando una fuerza no balanceada F actúa sobre un cuerpo m se genera una aceleración a que es proporcionalmente directa a la fuerza e inversa a la masa.Matemáticamente esto quiere decir: [pic] en donde al despejar F obtenemos la expresión que tradicionalmente se conoce como la segunda ley de Newton: [pic]. Con esta expresión podemos ver:
1. Que la fuerza es una cantidad vectorial, pues se define con base en la aceleración que es un vector.
2. Cómo se construyen y cómo se definen las unidades de medida de la fuerza: son unidades de masa porunidades de aceleración, veamos:

Sistemas absolutos de unidades:
1. En el sistema internacional de unidades (SIU), también llamado MKS:
1 Newton (N) es la fuerza que aplicada sobre una masa de 1 Kg le provee una aceleración de 1 m/s2. O sea:
1 N = kg m/s2.

2. En el sistema CGS llamado también sistema de Gauss:
1 Dina es la fuerza que actuando sobre una masa de 1 gr le provee de una...