Fisica
Páginas: 6 (1269 palabras)
Publicado: 23 de octubre de 2012
Guía de Dinámica
El Principio de Inercia o Primera Ley de Newton
Este principio fue enunciado formalmente por newton en 1685 y contiene los resultados integrados de los conceptos de la inercia y el principio de relatividad.
“Si desde un sistema de referencia inercial, un cuerpo está en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, permanecerá en ese estado, hasta que una fuerza actuésobre él.”
El cinturón de seguridad justamente evita, cuando un vehículo choca o frena de golpe, que nuestro cuerpo al querer mantener el movimiento que traía, sea despedido hacia delante.
Un ejemplo contrario es cuando el cuerpo tiende a quedarse quieto cuando un vehículo arranca bruscamente.
▪ Cuidado: Cuando nos referimos a sistema de referencia inercial, queremos denotar un sistemaen el cual los observadores no están sometidos a ninguna interacción (fuerzas) y por lo tanto no están acelerados.
El principio de masa, Segunda Ley de Newton o
Ley Fundamental de la Dinámica
Dijimos anteriormente que, cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo, cambia su velocidad en intensidad o dirección, esto significa que el cuerpo adquiere aceleración. Laaceleración [pic] es un vector que tiene la dirección y sentido del cambio de velocidad.
La fuerza y la aceleración están sin duda relacionadas. Esta relación, hallada por Newton es:
[pic]
Donde [pic] simboliza a la suma o resultante de todas las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo, m es la masa de dicho cuerpo, o sea la resistencia de este a cambiar de movimiento, que es unamedida de la cantidad de materia del cuerpo. La ecuación anterior, contiene la siguiente información:
• La fuerza resultante y la aceleración son vectores que tienen la misma dirección y sentido.
• Si la suma de las fuerzas aplicadas es cero, entonces la aceleración es cero. (Lo que significa que el cuerpo está en reposo, o que se mueve con velocidad constante. La ley de Newtonlleva implícita la primera ley)
• Si la fuerza aplicada aumenta, la aceleración aumenta proporcionalmente.
• Si se aplica la misma fuerza a dos cuerpos, uno de gran masa y otro de masa menor, el primero adquirirá una pequeña aceleración y el segundo, una aceleración mayor. (la aceleración es inversamente proporcional a la masa).
Nota:Cuando sobre un cuerpo existe una única fuerza, la expresión de la segunda ley se reduce a:
[pic]
El Principio de Interacción o Principio de Acción y Reacción
Cuando dos cuerpos interactúan entre sí, se cumple esta ley, con algunas limitaciones para cuando existen velocidades muy altas o se encuentran a grandes distancias, pero para fenómenos ordinarios se la puede utilizarperfectamente.
Enunciado de la tercera ley de newton
“Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro (acción), este ultimo ejerce una fuerza de sentido contrario pero de igual intensidad sobre el primero (reacción).”
Ejercicios
1. Dibuje el diagrama de cuerpo libre de los siguientes ejercicios.
▪ Tres bloques están conectados como se muestra en la figura, en unamesa horizontal lisa (sin roce) donde a m3 se le aplica una fuerza F ’ 30[N].
▪ Para m1= 10[kg] m2=20[kg] y m3= 30[kg], encuentre:
i. Las tensiones.
ii. La Aceleración del sistema.
[pic]
2. Un niño de 40 [kg] de masa trepa por la cuerda de la que cuelga un paquete de 50 [kg] en el otro extremo. Calcule la aceleración con que debe subir el niño para queel paquete no se mueva.
[pic]
3. Determine la magnitud de la fuerza F que debe aplicarse sobre el cuerpo A mostrado en la figura para que el sistema se mueva hacia arriba por el plano inclinado, con aceleración constante de 2[m/s2].
Determine además la fuerza de contacto entre ambos cuerpos. Considere que θ = 30º; m =1[kg].
[pic]
4. Una masa de 5...
El Principio de Inercia o Primera Ley de Newton
Este principio fue enunciado formalmente por newton en 1685 y contiene los resultados integrados de los conceptos de la inercia y el principio de relatividad.
“Si desde un sistema de referencia inercial, un cuerpo está en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, permanecerá en ese estado, hasta que una fuerza actuésobre él.”
El cinturón de seguridad justamente evita, cuando un vehículo choca o frena de golpe, que nuestro cuerpo al querer mantener el movimiento que traía, sea despedido hacia delante.
Un ejemplo contrario es cuando el cuerpo tiende a quedarse quieto cuando un vehículo arranca bruscamente.
▪ Cuidado: Cuando nos referimos a sistema de referencia inercial, queremos denotar un sistemaen el cual los observadores no están sometidos a ninguna interacción (fuerzas) y por lo tanto no están acelerados.
El principio de masa, Segunda Ley de Newton o
Ley Fundamental de la Dinámica
Dijimos anteriormente que, cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo, cambia su velocidad en intensidad o dirección, esto significa que el cuerpo adquiere aceleración. Laaceleración [pic] es un vector que tiene la dirección y sentido del cambio de velocidad.
La fuerza y la aceleración están sin duda relacionadas. Esta relación, hallada por Newton es:
[pic]
Donde [pic] simboliza a la suma o resultante de todas las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo, m es la masa de dicho cuerpo, o sea la resistencia de este a cambiar de movimiento, que es unamedida de la cantidad de materia del cuerpo. La ecuación anterior, contiene la siguiente información:
• La fuerza resultante y la aceleración son vectores que tienen la misma dirección y sentido.
• Si la suma de las fuerzas aplicadas es cero, entonces la aceleración es cero. (Lo que significa que el cuerpo está en reposo, o que se mueve con velocidad constante. La ley de Newtonlleva implícita la primera ley)
• Si la fuerza aplicada aumenta, la aceleración aumenta proporcionalmente.
• Si se aplica la misma fuerza a dos cuerpos, uno de gran masa y otro de masa menor, el primero adquirirá una pequeña aceleración y el segundo, una aceleración mayor. (la aceleración es inversamente proporcional a la masa).
Nota:Cuando sobre un cuerpo existe una única fuerza, la expresión de la segunda ley se reduce a:
[pic]
El Principio de Interacción o Principio de Acción y Reacción
Cuando dos cuerpos interactúan entre sí, se cumple esta ley, con algunas limitaciones para cuando existen velocidades muy altas o se encuentran a grandes distancias, pero para fenómenos ordinarios se la puede utilizarperfectamente.
Enunciado de la tercera ley de newton
“Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro (acción), este ultimo ejerce una fuerza de sentido contrario pero de igual intensidad sobre el primero (reacción).”
Ejercicios
1. Dibuje el diagrama de cuerpo libre de los siguientes ejercicios.
▪ Tres bloques están conectados como se muestra en la figura, en unamesa horizontal lisa (sin roce) donde a m3 se le aplica una fuerza F ’ 30[N].
▪ Para m1= 10[kg] m2=20[kg] y m3= 30[kg], encuentre:
i. Las tensiones.
ii. La Aceleración del sistema.
[pic]
2. Un niño de 40 [kg] de masa trepa por la cuerda de la que cuelga un paquete de 50 [kg] en el otro extremo. Calcule la aceleración con que debe subir el niño para queel paquete no se mueva.
[pic]
3. Determine la magnitud de la fuerza F que debe aplicarse sobre el cuerpo A mostrado en la figura para que el sistema se mueva hacia arriba por el plano inclinado, con aceleración constante de 2[m/s2].
Determine además la fuerza de contacto entre ambos cuerpos. Considere que θ = 30º; m =1[kg].
[pic]
4. Una masa de 5...
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