Mecánica. Física
Páginas: 19 (4672 palabras)
Publicado: 14 de marzo de 2013
Tema 3: Leyes de Newton . Energía potencial. Leyes de Newton. Fuerzas dependientes de la velocidad. Fuerza aplicada dependiente del tiempo. Fuerzas dependientes de la posición. Campos conservativos: líneas de fuerza y superficies equipotenciales. Concepto de gradiente. Energía potencial.
La mecánica es la ciencia que tiene por objeto estudiar los movimientos de los cuerpos materialesCinemática Mecánica Dinámica estática
Fuerza: descripción cualitativa de la interacción entre dos cuerpos o entre un cuerpo y su entorno.
Introduce concepto de Fuerza
de contacto Fuerza: de largo alcance La fuerza es un vector. Para describirla debemos indicar su dirección de acción y su magnitud, la cantidad que define “cuanto” o “que tan fuerte” la fuerza empuja o tira,
La unidad del SI de lafuerza es el newton, abreviado N
El problema central de la dinámica consiste en determinar los movimientos que efectuará un sistema físico cualquiera sometido a unas fuerzas dadas
Leyes de Newton: Sir Isaac Newton (1642-1727) (físico, matemático y astrónomo inglés), fue el primero en enunciar claramente las leyes del movimiento.
“Si he podido ver un poco más lejos que otros hombres, esporque me he sostenido en hombros de gigantes”. Ahora os toca a vosotros apoyarse en los hombros de Newton y usar sus leyes para entender como funciona el mundo físico.
1ª Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que se vea obligado a alterar este estado por fuerzas aplicada a él.
La idea de que se requiere una fuerza para mantener el movimientovemos con esta ley que es incorrecta. La tendencia de un cuerpo a seguir moviéndose una vez puesto en movimiento resulta de una propiedad llamada inercia. Y la tendencia de un cuerpo en reposo a seguir en reposo también se llama inercia
En la 1ª ley lo que importa es:
Fuerza neta cero ⇒ velocidad constante
Ejemplo: Porche en una pista de prueba recta a 180 km/h adelanta a un Renaoult que va a120 km/h. ¿Sobre que auto es mayor la fuerza neta?
LA FUERZA NETA SOBRE AMBOS ES 0
Ambos están en equilibrio ya que v = cte La 1ª ley se la conoce también como ley de inercia. Ley básica para determinar los sistemas de referencia inerciales (cumple ley de inercia) Sistemas de referencia no-inerciales (no cumple la ley de inercia)
Sistemas de referencia S y S’
La figura muestra comopodemos usar la primera ley de Newton para entender lo que sentimos al viajar en un vehículo que acelera
La ley de inercia establece la equivalencia de todos los referenciales inerciales, es decir de aquellos marcos en los que la partícula libre no presenta aceleración. Puesto que estos marcos se mueven unos con respecto a otros con velocidad constante , los distintos observadores ligados acada uno de esos referenciales describirán de distinto modo el movimiento de un cuerpo. Las ecuaciones que nos permiten comparar esas distintas descripciones son las llamadas ecuaciones de transformación de Galileo
TRANSFORMACIÓN DE GALILEO Consideremos dos referenciales S y S’ que se mueven uno con respecto a otro, con movimiento relativo de traslación uniforme (sin rotación). El observador Ove al O’ moviéndose con velocidad vo y O’ a O con –vo
OO’ =v0 t , siendo v0 = cte, r =OP , r’=O’P r=r’ +v0 t ⇒ y=y’ + v0 t , x = x’, z= z’, t = t’ (Ecuaciones de transformación de Galileo) v= dr/dt , v’=dr’/dt⇒ v=v’+ v0 (ley de adición de velocidades) a=dv/dt , a’=dv’/dt a=a’ (la aceleración permanece invariante cuando se pasa de un referencial a otro que se encuentra en movimiento relativo detraslación uniforme)
2ª Ley: La variación del momento lineal con el tiempo es proporcional a la fuerza aplicada y su dirección es la de esta fuerza. Esta segunda ley se la conoce también como ley fundamental de la dinámica
Esta ley relaciona la fuerza aplicada con la variación de la velocidad de la partícula, y se considera como la definición cuantitativa de la fuerza.
r r mdv r r = ma...
La mecánica es la ciencia que tiene por objeto estudiar los movimientos de los cuerpos materialesCinemática Mecánica Dinámica estática
Fuerza: descripción cualitativa de la interacción entre dos cuerpos o entre un cuerpo y su entorno.
Introduce concepto de Fuerza
de contacto Fuerza: de largo alcance La fuerza es un vector. Para describirla debemos indicar su dirección de acción y su magnitud, la cantidad que define “cuanto” o “que tan fuerte” la fuerza empuja o tira,
La unidad del SI de lafuerza es el newton, abreviado N
El problema central de la dinámica consiste en determinar los movimientos que efectuará un sistema físico cualquiera sometido a unas fuerzas dadas
Leyes de Newton: Sir Isaac Newton (1642-1727) (físico, matemático y astrónomo inglés), fue el primero en enunciar claramente las leyes del movimiento.
“Si he podido ver un poco más lejos que otros hombres, esporque me he sostenido en hombros de gigantes”. Ahora os toca a vosotros apoyarse en los hombros de Newton y usar sus leyes para entender como funciona el mundo físico.
1ª Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que se vea obligado a alterar este estado por fuerzas aplicada a él.
La idea de que se requiere una fuerza para mantener el movimientovemos con esta ley que es incorrecta. La tendencia de un cuerpo a seguir moviéndose una vez puesto en movimiento resulta de una propiedad llamada inercia. Y la tendencia de un cuerpo en reposo a seguir en reposo también se llama inercia
En la 1ª ley lo que importa es:
Fuerza neta cero ⇒ velocidad constante
Ejemplo: Porche en una pista de prueba recta a 180 km/h adelanta a un Renaoult que va a120 km/h. ¿Sobre que auto es mayor la fuerza neta?
LA FUERZA NETA SOBRE AMBOS ES 0
Ambos están en equilibrio ya que v = cte La 1ª ley se la conoce también como ley de inercia. Ley básica para determinar los sistemas de referencia inerciales (cumple ley de inercia) Sistemas de referencia no-inerciales (no cumple la ley de inercia)
Sistemas de referencia S y S’
La figura muestra comopodemos usar la primera ley de Newton para entender lo que sentimos al viajar en un vehículo que acelera
La ley de inercia establece la equivalencia de todos los referenciales inerciales, es decir de aquellos marcos en los que la partícula libre no presenta aceleración. Puesto que estos marcos se mueven unos con respecto a otros con velocidad constante , los distintos observadores ligados acada uno de esos referenciales describirán de distinto modo el movimiento de un cuerpo. Las ecuaciones que nos permiten comparar esas distintas descripciones son las llamadas ecuaciones de transformación de Galileo
TRANSFORMACIÓN DE GALILEO Consideremos dos referenciales S y S’ que se mueven uno con respecto a otro, con movimiento relativo de traslación uniforme (sin rotación). El observador Ove al O’ moviéndose con velocidad vo y O’ a O con –vo
OO’ =v0 t , siendo v0 = cte, r =OP , r’=O’P r=r’ +v0 t ⇒ y=y’ + v0 t , x = x’, z= z’, t = t’ (Ecuaciones de transformación de Galileo) v= dr/dt , v’=dr’/dt⇒ v=v’+ v0 (ley de adición de velocidades) a=dv/dt , a’=dv’/dt a=a’ (la aceleración permanece invariante cuando se pasa de un referencial a otro que se encuentra en movimiento relativo detraslación uniforme)
2ª Ley: La variación del momento lineal con el tiempo es proporcional a la fuerza aplicada y su dirección es la de esta fuerza. Esta segunda ley se la conoce también como ley fundamental de la dinámica
Esta ley relaciona la fuerza aplicada con la variación de la velocidad de la partícula, y se considera como la definición cuantitativa de la fuerza.
r r mdv r r = ma...
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