Segunda ley de newton

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SEGUNDA LEY DE NEWTON
La primera ley de Newton explica lo que le ocurre a un objeto cuando la resultan¬te de todas las fuerzas sobre él es cero: permanece en reposo o se mueve en línea recta con velocidad constante. La segunda ley de Newton responde la pregunta de lo que sucede a un objeto que tiene una fuerza resultante diferente de cero actuan¬do sobre él.
Imagine que empuja un bloque dehielo sobre una superficie horizontal sin fric¬ción. Cuando usted ejerce alguna fuerza horizontal F, el bloque se mueve con cierta aceleración a. Si aplica una fuerza dos veces mayor, la aceleración se duplica. Del mismo modo, si la fuerza aplicada aumenta a 3F, la aceleración se triplica, etcétera. A partir de estas observaciones, concluimos que la aceleración de un objeto es directa¬menteproporcional a la fuerza resultante que actúa sobre él.
Como establecimos en la sección anterior, la aceleración de un objeto depende también de su masa. Esto puede comprenderse al considerar el siguiente conjunto de experimentos. Si aplicamos una fuerza F a un bloque de hielo sobre una superfi¬cie sin fricción, el bloque experimenta cierta aceleración a. Si se duplica la masa del bloque, la misma fuerzaaplicada produce una aceleración a/2. Si se triplica la masa la misma fuerza aplicada produce una aceleración a/3, etcétera. De acuerdo con esta observación, concluimos que la aceleración de un objeto es inversamente proporcional a su masa.
Estas observaciones se resumen en la segunda ley de Newton:
La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él einversamente proporcional a su masa.
De este modo, es posible relacionar la fuerza y la masa con el siguiente enuncia¬do matemático de la segunda ley de Newton:
ΣF=m • a
Obsérvese que la ecuación, es una expresión vectorial, por lo tanto, es equi¬valente a las siguientes dos ecuaciones de componentes:
ΣFx=m • ax ; ΣFy=m • ay

Unidades de fuerza y masa
La unidad de fuerza del SI es el newton,que se define como la fuerza que al actuar sobre una masa de 1 kg produce una aceleración de 1 m/s2. A partir de esta defini¬ción y con la segunda ley de Newton, vemos que el newton puede expresarse en términos de las siguientes unidades fundamentales de masa, longitud y tiempo.
1 N = 1 kg m/s2
En el sistema inglés, la unidad de fuerza es la libra, definida como la fuerza que, al actuar sobreuna masa de 1 slug, produce una aceleración del pie/s2:
1 Lb = 1 slug pie/s2

TABLA: Unidades de fuerza, masa y aceleración
Sistema de unidades
Masa
Aceleración
Fuerza

SI

Inglés kg

Slug rn/s2

pies/s2 N = kg • m/s2

Lb = Slug pies/s2

Ejercicios Segunda Ley de Newton

1.- Una fuerza horizontal P = 18 libras arrastra a un bloque A que pesa 36 libras y este arrastra a unbloque B que pesa 8 libras. La cuerda que une a los bloques A y B forma un ángulo de 10º, como muestra la figura. El coef. de roce entre el bloque A y el plano es 0.25; el coef. de roce entre el bloque B y el plano es 0.5: calcular.
a) La aceleración de los bloques.
b) La tensión en la cuerda que une los bloques A y B2.- Un bloque de aluminio de 2 Kg.(μk = 0,47) y un bloque de cobre de 6 Kg.(μk = 0,36) se conectan mediante una cuerda ligera sobre una polea sin fricción. Se deja que se muevan sobre un bloque-cuña fijo de acero ( de ángulo θ = 30º), como se muestra en la figura. Determinar:
a) La aceleración de los dos bloques.
b) La tensión en la cuerda.


3.- Enla figura se muestran tres masas conectadas sobre una mesa. La mesa tiene un coef. de fricción de deslizamiento de 0,35. las tres masas son de 4 Kg.; 1 Kg.; y 2 Kg. respectivamente y las poleas son sin fricción. Determinar:
a) La aceleración de cada bloque y sus direcciones.
b) Las tensiones en las dos cuerdas.


4.- Determinar la aceleración con que se mueven los cuerpos y la tensión en...
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