leyes de newton

Ejemplos de la primera ley de Newton, clases de inercia
Se distinguen como clases de inercia como primera ley de Newton a:
La inercia de los cuerpos en reposo y la inercia de los cuerpos en movimiento.

Ejemplos de la primera ley de Newton, en reposo
Ejemplos de la primera ley de Newton, en reposo
Como inercia en reposo, por ejemplo: si se tira bruscamente de un plato con agua, caerá porel lado contrario, en el lugar que ocupaba el plato antes del movimiento.
Si se pone un vehículo de forma brusca en marcha, sus ocupantes caerán hacia atrás, con los pies adelantados en el piso pero con la cabeza en el mismo sitio.
Si sobre un vaso se coloca una tarjeta con un objeto, al tirar de la carpeta con rapidez, la moneda caerá en el vaso, es decir que queda en reposo en el lugar dondeestaba antes, pero como falta el apoyo, cae en el vaso.
Ejemplos de la primera ley de Newton, en movimiento

Ejemplos de la primera ley de Newton, en movimiento
Los pasajeros dentro un vehículo irán hacia delante si se detiene bruscamente el vehículo, los pies se detienen pero la cabeza continúa su movimiento.
Cuando una piedra cae de lo alto de un mástil de un navío en marcha, dicha piedraviene a tocar el pie del mástil, porque no cesa, al caer, de participar del movimiento del navío.
EJEMPLOS de la segunda ley de newton
- Calcular la aceleración que produce una fuerza de 5 N a un cuerpo cuya masa es de 1000g
Expresar el resultado en m/s².
 
DATOS
FÓRMULA
SUSTITUCIÓN
RESULTADO
A =?
a = F / m
a = 5 Kg m/s² / 2 Kg =
2.5 m/s²
F = 5 N
 
 
 
m = 2000g = 2Kg
 
 
 
 
-Calcular la masa de un cuerpo si al recibir una fuerza de 200N le produce una aceleración de 300 cm/s². Exprese el resultado en Kg.
DATOS
FÓRMULA
SUSTITUCIÓN
RESULTADO
M =?
 
 
 
F = 200 N
a = f / m
 
 
A = 300 cm/s² = 3 m/s²
m = f / a
m = 200N / 3 m/s² =
66.6 Kg
 
EJEMPLO 1 

Una fuerza F se ejerce directamente hacia arriba sobre el eje de la polea sin masa. Considere que lapolea y el cable carecen de masa. Dos objetos, de masas m 1 = 1,2 kg m 2 = 1,9 kg, están unidos a los extremos opuestos del cable, el cual pasa por la polea. El objeto m 2 está en contacto con el piso. 
a) ¿Cuál es el valor más grande que la fuerza F puede tener de modo que m 2 permanezca en reposo sobre el piso? 

b) ¿Cuál es la tensión en el cable cuando la fuerza F hacia arriba sea de 110 N?¿Cuál es la aceleración de m 1?

 

SOLUCION 
Veamos el diagrama de cuerpo libre de la polea y de las dos masas. 


a) Para que m 2 permanezca en reposo sobre la superficie, debe ser mayor que m 1.
Fuerzas sobre m 2: 
m 1 g - T - N = 0, 
pero N = 0 cuando está a punto de despegar.
Luego: m 2 g - T = 0 (1)
Fuerzas sobre m 1: 
T - m 1 g = m 1 a 1 (2), 
donde es la aceleración con quesube. Aquí existe una aceleración, porque si la masa 2 tiene que estar en reposo y la cuerda es inextensible, obvio que la masa m1 se mueve.
Fuerzas sobre la polea: 
F - 2T = 0 (3)
De la expresión (3) 

Reemplazando T en (1) queda 
m 2 g - F/2 = 0 ; por lo tanto F = 2m 2 g (4) 

Reemplazando m 2 =1,9 kg y g=10m/s 2 queda F= 38N 

b) Calculo de la tensión del cable: 

Reemplazando F =110 N en la expresión (3) : 
110 - 2T = 0 , luego: T= 55N 

Calculo de a 1 : 

Reemplazando T , m 1 y g en (2) : 

55 - 12 = 1,2a 1 , 
luego : a 1 = 35,8 m/s 2

EJEMPLO 2 
En el diagrama de la siguiente figura se pide que:

a) Dibuje el diagrama de cuerpo libre asociado a:la masa M, la polea P y la masa m 2
b) ¿Cuál es la relación entre la aceleración de la masa m 2 y la de M?
c)Encuentre la aceleración de M.
d) ¿Cuál es el valor de las tensiones?


 
SOLUCION 

a) diagrama de cuerpo libre asociado a M
diagrama de cuerpo libre asociado a la polea P
diagrama de cuerpo libre asociado a m 2

Veamos el diagrama de cuerpo libre de la polea y de las dos masas. 


b) 


Por lo tanto:
Otra forma de ver, es que si la masa M se mueve X, la m 2 se mueve X/2. Si...