2Da Ley De Newton

SEGUNDA LEY DE NEWTON

INTRODUCCION:

Cuando estudiamos la primera Ley de Newton vimos que si la resultante de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es nula, este cuerpo se encuentra en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme. En cualquiera de estos casos, la aceleración del cuerpo es nula. De modo que:
Si [pic] tendremos [pic]

Entonces, ¿Qué tipo de movimiento tendría el cuerpo sila resultante de todas las fuerzas que actúan en el fueran distintas de cero? La respuesta a esta pregunta se puede encontrar mediante un experimento muy sencillo. Consideremos un objeto colocado sobre un superficie horizontal lisa (sin fricción), y que es arrastrado por una fuerza [pic] (figura “a”). Como las demás fuerzas que actúan en él (peso y reacción normal) se equilibran, podemosconsiderar la fuerza [pic] como la única fuerza que actúa en el cuerpo. La figura “b” muestra las posiciones del cuerpo tomadas a intervalos de tiempo iguales, en su movimiento por la acción de la fuerza [pic]. Como la distancia entre dos posiciones sucesivas está aumentando, obviamente la velocidad del cuerpo también aumenta, o sea, que el movimiento del cuerpo es acelerado. Concluimos entonces que:“Un cuerpo, por la acción de una fuerza única, adquiere una aceleración,
O sea, si [pic]” tenemos que [pic]”


[pic]
[pic]

En el experimento descrito anteriormente, para cierto valor de la fuerza [pic] aplicada al cuerpo podemos medir el valor de la aceleración [pic] que el cuerpo adquiere. Repitiendo el experimento con diversos valores de la fuerza [pic], comprobamos que:
• Alduplicar [pic], el valor de [pic] también se duplica.
• Al triplicar [pic], el valor de [pic] se triplica asimismo.
• Al cuadruplicar [pic], el valor de [pic] también lo hace, etc.


Por tanto, a partir del experimento podemos concluir que:

“La fuerza [pic] que actúa en un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración [pic] que produce en el mismo,
O sea,[pic]”

De este modo, si trazamos un diagrama F x a con los valores obtenidos por el experimento citado, tendremos una recta que pasa por el origen.

MASA DE UN CUERPO

Siendo [pic], sabemos que la relación F/a es una constante, y esta última es igual a la pendiente de la gráfica F x a.

Suponga que repetimos el experimento, pero ahora con otro cuerpo. Trazandoel diagrama F x a para este nuevo cuerpo, obtendríamos nuevamente una recta que pasa por el origen, pero con una inclinación distinta de la anterior. De modo general, comprobamos que para un cuerpo dado, siempre se tendrá [pic], pero la pendiente de la gráfica F x a variará de un cuerpo a otro.
Por tanto, el cociente [pic] tiene un valor constante para un cuerpo determinado, y por ello escaracterístico para cada objeto. Este cociente se denomina masa (símbolo: m). del cuerpo. Entonces,

“masa de un cuerpo es el cociente entre la fuerza que actúa en el mismo, y la aceleración que produce en él,
O sea, [pic]”
Observemos que la inclinación de la gráfica F x a nos proporciona el valor de la masa m del cuerpo. Entonces, en la figura del gráfico se tiene que m1 > m2 > m3. De m = F/a ,resulta:
[pic]
Esta relación muestra que para una fuerza dada, cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, tanto menor será la aceleración que adquiere. En otras palabras, la masa de un cuerpo caracteriza la “dificultad” que presenta para adquirir una aceleración. Por tanto, dados dos cuerpos de diferente masa, el de masa mayor presentará una mayor “dificultad” para modificar su velocidad, o sea, queel de mayor masa presenta una más alta inercia. Por ejemplo, un camión cargado (mayor masa = mayor inercia) que parte del reposo, se tardará más en adquirir cierta velocidad que si estuviera descargado (menor masa = menor inercia). De la misma manera, si el camión en movimiento “se quedara sin frenos”, sería más difícil pararlo cuando estuviera cargado, dado que su inercia sería mayor que si...