Guia De Fisica

Guía de Física I #3.

Objetivo General: Afianzar los conceptos de Dinámica, trabajo y energía en los estudiantes mediante ejercicios y problemas y su aplicación al mundo real.

Objetivos específicos:
• Leer y analizar la Teoría de la Guía.
• Resolver con 4 compañeros más los problemas al final de la guía.


3. DINAMICA DE TRASLACIÓN

Si en el capítulo anterior nos hemos dedicado aestudiar el movimiento sin ocuparnos de las causas que lo producen, aquí no sólo nos ocuparemos de éstas sino que además estudiaremos la relación (2ª ley de Newton) que existe entre las causas (fuerza ) y los efectos (movimiento).

Podemos decir que el resultado de la interacción entre un objeto y su medio circundante es lo que denominamos fuerza. La fuerza que actúa sobre un cuerpo puededeformarlo, cambiar su estado de movimiento, o ambas cosas.

Las “fuerzas de contacto” no son más que una descripción macroscópica de fuerzas que se manifiestan en el contacto mecánico de objetos. Aunque estas fuerzas son la manifestación total, a gran escala, de las fuerzas electromagnéticas entre gran número de átomos, sirven tan bien para describir la mayor parte de las interacciones comunes, enlos fenómenos mecánicos, que merecen una categoría por sí mismas. Aún siendo conveniente esta clasificación para las descripciones macroscópicas debemos decir que las interacciones conocidas en la naturaleza son: 1) la fuerza gravitatoria, que aparecen entre los objetos a causa de sus masas, 2) la fuerza electromagnética, debidas a las cargas eléctricas, polos de un imán y o corrientes eléctricas,3) las fuerzas nucleares fuertes y 4) las fuerzas nucleares débiles, que dominan las interacciones entre las partículas subatómicas si están separadas por distancias menores que unos 10-15 [m].
Puede incluso que este grado de clasificación sea innecesariamente grande; el sueño de los físicos es encontrar una idea unificadora que permita reconocer todas estas fuerzas como aspectos de una mismacosa. De hecho Albert Einstein dedicó la mayor parte de sus últimos años a este problema sin resultado; en la actualidad parece de sentido y conveniente la aceptación de varias clases diferentes de fuerzas.

En esta sección nos ocuparemos en el marco de la mecánica clásica a las dos primeras interacciones encontradas en la naturaleza. Dichas interacciones satisfacen tres leyes o principios, lascuales fueron enunciadas por Isaac Newton (1642-1727) y resumen la dinámica de traslación.

• Leyes de Newton


Partícula libre:

Una partícula libre es aquella que no está sujeta a interacción alguna. Estrictamente ablando no existe tal cosa, ya que toda partícula está sujeta a interacciones con respecto del universo. Luego una partícula libre debería estar completamente aislada, o ser laúnica partícula del universo. Pero entonces sería imposible observarla porque en el proceso de observación, hay siempre una interacción entre el observador y la partícula. En la práctica, sin embargo hay algunas partículas que se pueden considerar libres porque se encuentran suficientemente lejos de otras y sus interacciones son despreciables.



Primera ley de Newton. Sistemas de referenciasinerciales.

Ambiguamente se pensaba que se necesitaba alguna influencia, interacción o fuerza para conservar el movimiento de un cuerpo. Se creía que se encontraba en su estado natural cuando estaba en reposo. Se pensaba, por ejemplo, que para poner en movimiento al cuerpo con velocidad constante, tenía que impulsarlo continuamente un agente externo; de otra manera se detendría. Sin embargo,Galileo Galilei debatió esa idea y dijo “ repitamos el experimento, usando un bloque más liso y una superficie más lisa cada vez. Se encuentra que el bloque disminuirá su velocidad con mayor lentitud y cada vez llegará más y más lejos. Extrapolando al caso ideal, el cuerpo seguirá indefinidamente en línea recta con velocidad constante”.

Por lo tanto la ley de inercia o primera ley afirma que si...