dinamica

TRILCE

Capítulo

DINÁMICA

8
SEGUNDA LEY DE NEWTON

La segunda Ley de Newton estudia a los cuerpos que tienen una fuerza resultante diferente de cero actuando sobre él.
Si una fuerza externa neta actúa sobre un cuerpo, éste se acelera. La dirección de la aceleración es la
misma que la de la fuerza neta. La aceleración del cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta
que actúasobre él e inversamente proporcional a su masa, si la masa es constante.
De este modo, es posible relacionar la fuerza y la masa con el siguiente enunciado matemático de la segunda Ley de
Newton:
F
a  B R ........ I
m

El símbolo de proporcionalidad B puede reemplazarse por la unidad siempre que estemos en el S.I.
Hay al menos 4 aspectos de la segunda Ley de Newton que merecen unaatención especial:
* Primero, la ecuación I es vectorial y se puede escribir:

 F  ma ........ II
Cada componente de la fuerza total es igual a la masa multiplicada por la componente correspondiente de la
*

aceleración:  Fx  ma x ;  Fy  ma y ;  Fz  maz .
Segundo, el enunciado de la segunda ley se refiere a fuerzas externas, es decir, fuerzas ejercidas sobre el cuerpo
por otros cuerposde su entorno.

*

Tercero, las ecuaciones

*

Cuarto, la segunda Ley de Newton sólo es válida en sistemas inerciales de referencia.

a 

FR
y
m

FR = ma son equivalentes y sólo son válidas si la masa "m" es constante.

UNIDADES DE FUERZA Y MASA
Sistema de unidades
S.I.

Masa

Aceleración

kg

m/s2

Fuerza
1N kg.m/s2

PESO W
Sabemos que todos los objetos sonatraídos hacia la tierra. La fuerza ejercida por la tierra sobre un objeto se denomina el
peso del objeto w. Esta fuerza está dirigida hacia el centro de la tierra y su punto de aplicación se ubica en el centro de
gravedad del objeto.
El peso de un objeto es una fuerza, una cantidad vectorial y podemos escribir como una ecuación vectorial

W=mg
Donde "m" es la masa del objeto y "g" es laaceleración de la gravedad.
* Puesto que depende de g, el peso varía con la ubicación geográfica.
* Los cuerpos pesan menos a altitudes mayores que al nivel del mar, esto es porque g disminuye con las distancias
crecientes desde el centro de la tierra.
* El peso, a diferencia de la masa, no es una propiedad inherente de un cuerpo.
* Es importante entender que el peso de un cuerpo actúa sobre el cuerpotodo el tiempo, esté en caída libre o no.
Un astronauta de 80.0 kg pesa (80.0)(9.80 m/s 2) = 784 N en la superficie de la tierra, pero en la luna sólo pesaría
(80.0 kg)(1,62 m/s2) = 129,6 N.

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Física

APLICACIÓN DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON
(Para sistema inercial de referencia).
Ahora podemos analizar problemas de dinámica, donde aplicamos la segunda Ley de Newton a cuerpos enaceleración (no
en equilibrio). En este caso la fuerza neta sobre el cuerpo no es cero; es igual a la masa del cuerpo multiplicado por su
aceleración.
El siguiente procedimiento se recomienda para abordar problemas que requieren la aplicación de las leyes de Newton:
* Aísle al objeto cuyo movimiento se analiza. Dibuje un diagrama de cuerpo libre para este objeto. No incluya en el
diagrama de cuerpolibre las fuerzas que el objeto ejerce sobre sus alrededores.
F

mg

f
N

*

Establezca ejes coordenadas convenientes para cada objeto y determine las componentes de las fuerzas a lo largo
de estos ejes.

y
Fy

mg

Fx

x

f
N

*

Aplique la segunda Ley de Newton:
a

f

*

Fx

podemos observar que las fuerzas perpendiculares a la aceleración se anulan entre si.Otra forma de aplicar, si se conoce la dirección de la aceleración.
FR   F 

F

 ma

a favor encuentra
de "a"
de "a "

*

En el ejemplo dado, hasta el momento hemos tratado el movimiento rectilíneo; consideremos ahora el caso del
movimiento curvilíneo.

Para producir el movimiento curvilíneo, la fuerza resultante debe estar haciendo un ángulo con respecto a
la velocidad,...