DINAMICA DE UNA PARTICULA SEPARATA CIVIL-MINAS
Páginas: 14 (3306 palabras)
Publicado: 19 de noviembre de 2014
Las leyes de Newton
Existen diversidad de presentaciones de las leyes de Newton. Muchos textos empiezan con "fuerza" como si fuera una primitiva, completamente comprendida cualitativamente y cuantitativamente, y que no requiere una definición operacional explícita. Después, definen masa como una constante de proporcionalidad entre fuerza y aceleración.
Nuestra explicación de las leyes deNewton toma como principio básico la conservación del momento lineal de un sistema aislado formado por dos partículas interactuantes para llegar a la definición de fuerza:
El movimiento de un cuerpo es el resultado directo de sus interacciones con otros cuerpos que le rodean.
Una partícula libre se mueve con velocidad constante, es decir, sin aceleración.
La masa inercial de una partículaes una propiedad que determina cómo cambia su velocidad cuando interactúa con otros cuerpos.
Una partícula libre siempre se mueve con momento lineal constante.El momento lineal total de un sistema compuesto de dos partículas que están sujetas solamente a su interacción mutua permanece constante (principio de conservación del momento lineal).
La tasa de cambio de momento lineal de unapartícula con respecto al tiempo es igual a la fuerza que actúa sobre la partícula.
Cuando dos partículas interactúan, la fuerza sobre la primera ejercida por la segunda, es igual y opuesta a la fuerza sobre la segunda ejercida por la primera.
Arons (1990) propone la siguiente introducción a las leyes de Newton que se puede complementar con la anterior y que está basada en experiencias imaginadas.din.gif (830 bytes) Supongamos una superficie sin fricción. El bloque B produce una aceleración sobre el bloque A, tanto mayor cuanto lo sea la inclinación del plano sobre el que desliza B.
Cuando el bloque A alcance una aceleración de 1 m/s2 pondremos una marca en el dinamómetro, cuando la aceleración A sea 2 m/s2 pondremos otra marca, y así sucesivamente. Si la masa de A se denomina 1kilogramo a las unidades marcadas sobre el medidor de fuerza les daremos el nombre de Newtons.
Si ahora cambiamos el cuerpo A por otro cuerpo D, observamos, por ejemplo, que cuando el dinamómetro marca 3 N la aceleración de D es 1.5 m/s2, cuando marca 4 N la aceleración de D es 2 m/s2, y así sucesivamente.
din1.gif (1927 bytes) Podemos experimentar con más cuerpos y llevar los resultados a unagráfica, en el eje vertical la fuerza y en el eje horizontal la aceleración, obtendremos líneas rectas.
El hecho de que la fuerza es proporcional a la aceleración cuando diferentes fuerzas se aplican a un cuerpo, nos dice que existen un único número, una propiedad del cuerpo, que es la constante de proporcionalidad, y que le damos el nombre de masa (inercial). El hecho de que exista un úniconúmero para cada cuerpo no es una definición, ni se deduce de otros principios, es un hecho experimental.
Interacciones y fuerzas
Debe de quedar claro que toda fuerza describe una interacción. Para ello, es necesario superar varias resistencias:
Las preconcepciones de los estudiantes que tienden a identificar fuerza con velocidad. Las más observadas son las siguientes:
Sea un cuerpo quetiene una velocidad inicial en la base de un plano inclinado y desliza a lo largo del mismo hasta que se para. Muchos dibujan un vector fuerza en el sentido de la velocidad.
Supongamos un cuerpo que desliza a lo largo de un plano con rozamiento, bajo la acción de una fuerza que se aplica durante determinado tiempo. Se pide calcular el desplazamiento total del cuerpo. Muchos estudiantesresuelven mal el problema, por que tienden a parar el cuerpo justamente en el momento en el que se deja de aplicar la fuerza.
Algunos estudiantes tienen dificultad de identificar el cuerpo sobre el que se han de dibujar las fuerzas.
Otros, tienen dificultades en trasladar la acción de los bloques P y Q sobre el bloque A, tal como se ve en la figura.
din2.gif (780 bytes)
La tercera ley de...
Existen diversidad de presentaciones de las leyes de Newton. Muchos textos empiezan con "fuerza" como si fuera una primitiva, completamente comprendida cualitativamente y cuantitativamente, y que no requiere una definición operacional explícita. Después, definen masa como una constante de proporcionalidad entre fuerza y aceleración.
Nuestra explicación de las leyes deNewton toma como principio básico la conservación del momento lineal de un sistema aislado formado por dos partículas interactuantes para llegar a la definición de fuerza:
El movimiento de un cuerpo es el resultado directo de sus interacciones con otros cuerpos que le rodean.
Una partícula libre se mueve con velocidad constante, es decir, sin aceleración.
La masa inercial de una partículaes una propiedad que determina cómo cambia su velocidad cuando interactúa con otros cuerpos.
Una partícula libre siempre se mueve con momento lineal constante.El momento lineal total de un sistema compuesto de dos partículas que están sujetas solamente a su interacción mutua permanece constante (principio de conservación del momento lineal).
La tasa de cambio de momento lineal de unapartícula con respecto al tiempo es igual a la fuerza que actúa sobre la partícula.
Cuando dos partículas interactúan, la fuerza sobre la primera ejercida por la segunda, es igual y opuesta a la fuerza sobre la segunda ejercida por la primera.
Arons (1990) propone la siguiente introducción a las leyes de Newton que se puede complementar con la anterior y que está basada en experiencias imaginadas.din.gif (830 bytes) Supongamos una superficie sin fricción. El bloque B produce una aceleración sobre el bloque A, tanto mayor cuanto lo sea la inclinación del plano sobre el que desliza B.
Cuando el bloque A alcance una aceleración de 1 m/s2 pondremos una marca en el dinamómetro, cuando la aceleración A sea 2 m/s2 pondremos otra marca, y así sucesivamente. Si la masa de A se denomina 1kilogramo a las unidades marcadas sobre el medidor de fuerza les daremos el nombre de Newtons.
Si ahora cambiamos el cuerpo A por otro cuerpo D, observamos, por ejemplo, que cuando el dinamómetro marca 3 N la aceleración de D es 1.5 m/s2, cuando marca 4 N la aceleración de D es 2 m/s2, y así sucesivamente.
din1.gif (1927 bytes) Podemos experimentar con más cuerpos y llevar los resultados a unagráfica, en el eje vertical la fuerza y en el eje horizontal la aceleración, obtendremos líneas rectas.
El hecho de que la fuerza es proporcional a la aceleración cuando diferentes fuerzas se aplican a un cuerpo, nos dice que existen un único número, una propiedad del cuerpo, que es la constante de proporcionalidad, y que le damos el nombre de masa (inercial). El hecho de que exista un úniconúmero para cada cuerpo no es una definición, ni se deduce de otros principios, es un hecho experimental.
Interacciones y fuerzas
Debe de quedar claro que toda fuerza describe una interacción. Para ello, es necesario superar varias resistencias:
Las preconcepciones de los estudiantes que tienden a identificar fuerza con velocidad. Las más observadas son las siguientes:
Sea un cuerpo quetiene una velocidad inicial en la base de un plano inclinado y desliza a lo largo del mismo hasta que se para. Muchos dibujan un vector fuerza en el sentido de la velocidad.
Supongamos un cuerpo que desliza a lo largo de un plano con rozamiento, bajo la acción de una fuerza que se aplica durante determinado tiempo. Se pide calcular el desplazamiento total del cuerpo. Muchos estudiantesresuelven mal el problema, por que tienden a parar el cuerpo justamente en el momento en el que se deja de aplicar la fuerza.
Algunos estudiantes tienen dificultad de identificar el cuerpo sobre el que se han de dibujar las fuerzas.
Otros, tienen dificultades en trasladar la acción de los bloques P y Q sobre el bloque A, tal como se ve en la figura.
din2.gif (780 bytes)
La tercera ley de...
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