CAPITULO 2 2014 1

LAS LEYES DE NEWTON
CONCEPTO DE FUERZA
• Empujar, jalar o frenar un cuerpo.

• Lanzar una piedra.
• Patear una pelota.
• Levantar una pesa.
• Jalar un resorte.
En estos ejemplos la palabra fuerza esta relacionada con una
actividad muscular o con un cambio del estado de reposo o
movimiento del objeto.
La fuerza es una magnitud física vectorial. Sus unidades en el SI es
el Newton (N).

PRIMERACLASIFICACIÓN DE LAS FUERZAS
• Fuerzas de contacto.
• Fuerzas de acción a distancia.

PRIMERA LEY DE NEWTON
Una partícula que se encuentra en reposo o moviéndose con rapidez
constante a lo largo de una línea recta, mantendrá su estado de
reposo o de movimiento a lo largo de la línea recta, si la fuerza
resultante o neta externa aplicada sobre la partícula es nula.
Por el contrario si la partícula semueve aceleradamente a lo largo de
la línea recta o a lo largo de una trayectoria curva, sobre ella está
actuando una fuerza resultante externa. (Segunda Ley de Newton)

SEGUNDA CLASIFICACIÓN DE LAS FUERZAS


F2


F1

a) Fuerzas concurrentes


F3

F1


F2


F3

b) Fuerzas coplanares

F4


F5

FUERZA RESULTANTE
Fuerza resultante, también llamada fuerza neta, es la suma de
todos losvectores fuerza que están aplicados sobre una partícula o
sobre un cuerpo rígido (CR).


 

FR F1  F2  ..........  Fn
n 

FR  Fi
1

Si los vectores fuerza están representados en un sistema de
coordenadas cartesianas, la fuerza resultante se escribe:
n
n
n

FR ( Fix )i  ( Fiy ) j  ( Fiz )k
1

1

1

EQUILIBRIO DE UNA PARTÍCULA
Si una partícula está en equilibrio, la fuerza resultantesobre ella debe
ser nula o cero. De acuerdo a la primera ley de Newton la partícula se
encontrara en reposo en un sistema inercial (velocidad cero) o
moviéndose con velocidad constante a lo largo de una línea recta.
Condición:


FR 0

Si el vector fuerza resultante es cero en un SCC, cada una de las
componentes de dicho vector deberán también ser cero.
n

F

ix

1

0

n

F

iy

1

n

0

Fiz

1

0

TORQUE DE UNA FUERZA
El torque producido por una fuerza es la medida del efecto que dicha
fuerza produce sobre un cuerpo rígido (CR), al obligarlo a rotar
alrededor de un punto o un eje. Se define de la siguiente manera:


F

Y

r
Fy

O
θ

b


Fx

X

El eje Z es perpendicular al plano

La componente en el eje Y hace que el CR rote en el sentido anti
horario en el plano alrededor deleje Z que pasa por el punto O. La
componente de la fuerza en el eje X no produce ningún efecto de
rotación.


Se define la magnitud o modulo del torque producido por la fuerza F
alrededor del punto O:

 o Fy r

 o ( FSen )r

 o Fb
b se denomina el brazo de palanca y es la distancia perpendicular
del punto de rotación O a la dirección de la fuerza.

El torque es una magnitud físicavectorial y sus unidades en el sistema
internacional son Nm.


r

El torque como expresión vectorial
se escribe como el producto

vectorial de los vectores
y F , en ese orden:

O


F


r
A

  
 o r xF


r es el vector de posición del punto A donde esta aplicada

Donde
la fuerza F

.

El vector torque es perpendicular al plano formado por los vectores

y
r


F


o

Plano formado por losvectores


F


r

O

 
r y F trasladados a un origen común

La figura muestra los vectores
O para efectuar la operación producto vectorial. El resultado de dicha
operación es el vector torque respecto del punto O.
El torque es un vector perpendicular al plano formado por los vectores

y 
r F

TERCERA LEY DE NEWTON
La tercera Ley de Newton establece el concepto que las fuerzas son
siempreinteracciones entre dos cuerpos. Cuando dos cuerpos 1 y 2
interactúan, la fuerza que
 ejerce 1 sobre 2 es F12 y la fuerza que
ejerce 2 sobre 1 es F21 , siendo ambas fuerzas de igual magnitud y
direcciones opuestas cumpliéndose la siguiente relación



F12  F21
La tercera Ley de Newton es equivalente a decir que las fuerzas
siempre se dan por parejas. Se denomina a una la fuerza de acción y a...