Fisica y ciencias

Física
Leyes de Newton
PRIMERA LEY DE NEWTON (Ley de la inercia de Galileo) Todo objeto continúa su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que sea obligado a cambiar ese estado por fuerzas que actúen sobre él. Otra manera de enunciar la primera ley de Newton es: En ausencia de la acción de fuerzas, un cuerpo en reposo continuará en reposo, y uno en movimiento se moverá convelocidad constante. SEGUNDA LEY DE NEWTON La aceleración que adquiere un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta (resultante) que actúa sobre él, tiene la misma dirección y sentido que dicha resultante, y es inversamente proporcional a la masa del cuerpo. F a = neta o bien, Fneta = ∑ F = ma m TERCERA LEY DE NEWTON (Ley de la acción y la reacción) Cuando un cuerpo A ejerce una fuerzasobre un cuerpo B, éste reacciona sobre A con una fuerza de la misma magnitud, misma dirección y de sentido contrario. FA → B = − FB→ A Con frecuencia, esta ley se enuncia como sigue: A cada acción siempre se opone una reacción. Peso: P = mg Fuerza de fricción fE ≤ μE N fC = μC N
f E( máx ) = μ E N f R = μ R N

Unidades 1 N = 1 kg·m / s² 1 kp = 9,8 N 1 N = 105 DINA

Advertencia La cantidadma no es una fuerza. La ecuación Fneta = ∑ F = ma sólo dice que el vector ma es igual en magnitud, dirección y

sentido a la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. Es incorrecto ver a la aceleración como una fuerza; más bien, la aceleración es un resultado de una fuerza neta distinta de cero. Es “sentido común” pensar que hay una “fuerza de aceleración” que nos empuja contrael asiento cuando nuestro automóvil acelera, pero no existe tal fuerza; más bien, nuestra inercia nos hace tender a permanecer en reposo respecto a Tierra, y el auto acelera a nuestro alrededor. Esta confusión nace de aplicar la segunda ley de Newton en un marco de referencia en que no es válida, como el auto en aceleración.

César O. Madrid R. 2010-2011

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Diagrama de cuerpo libre Undiagrama de cuerpo libre (DCL) es un dibujo donde aparece el cuerpo u objeto en examen en forma aislada, en igual posición que en el problema y en cual se indican todas las fuerzas aplicadas sobre él, que son consecuencia de interacciones de otros cuerpos exteriores con nuestro cuerpo u objeto en examen.

Para hacer un diagrama de cuerpo libre se deben adoptar las siguientes etapas: 1)Seleccionar un referencial adecuado fijando el origen y orientando los ejes. 2) Representar a través de vectores todas y cada una de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. 3) En sistemas que contengan más de un cuerpo se deben trazar diagramas separados para cada uno de ellos.
Criterio para determinar cuántas fuerzas actúan sobre un cuerpo Sabiendo cuantas interacciones hay ejercidas sobre un objetopodemos saber cuantas fuerzas hay aplicadas hay aplicadas sobre él, pero lo inverso no es cierto. Observación Al terminar de dibujar un diagrama de cuerpo libre, debemos poder contestar, para cada fuerza, la pregunta: ¿Qué otro cuerpo la está aplicando? Si no podemos contestarla, tal vez estemos tratando con una fuerza existente. Cuídese de evitar fuerzas inexistentes como “la fuerza de aceleración” o“la fuerza ma”.

César O. Madrid R. 2010-2011

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Estrategia para resolver problemas: Aplicación de las leyes de Newton 1) Trazar un diagrama sencillo y claro del sistema para ayudar a conceptualizar el problema.

2) Si la partícula experimenta una aceleración,

∑ F = ma en esa dirección, sino la partícula está

en equilibrio (en reposo o moviéndose con velocidad constante) en esadirección, y por lo tanto, ∑ F = 0 en esa dirección. 3) Analice el problema y aísle el objeto cuyo movimiento se analiza. Trace un diagrama de cuerpo libre para este objeto. Para sistemas que contengan más de un objeto, trace un diagrama de cuerpo libre separado para cada objeto. No incluya en el diagrama de cuerpo libre fuerzas ejercidas por el objeto sobre su entorno. 4) La elección adecuada...