Unidad 1 fisica

UNIDAD 1

ESTATICA DE LA PARTICULA

UNIDAD 1 Estática de la partícula
1.1 Conceptos básicos………………………………………………………………………………………………………...3
1.2 Resultante de las fuerzas copla nares…………………………………………………………………………..11
1.3 Componentes rectangulares de una fuerza………………………………………………………………….13
1.4.1 En el plano……………………………………………………………………………………………………………..15
1.4.2 Enel espacio………………………………………………………………………………………………….…..….18
1.4 Condiciones de equilibrio, Primera ley de Newton……………………………………………………….24
1.5.3 Equilibrio de la partícula en el plano y en el espacio………………………………………………25
Bibliografía…………………………………………………………………………………………………………………………31

UNIDAD 1. ESTÁTICA DE LA PARTÍCULA

1.1 Conceptos básicos
LEYES DE NEWTON
Primer Ley de Newtono principio de Inercia
“Todos los cuerpos permanecen en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme a menos que sobre ellos actué un agente externo”
Esta ley conocida como la ley de inercia nos dicen que todos los cuerpos poseen una propiedad en común: la de resistirse en cambiar la magnitud y dirección de su velocidad. A esta propiedad se llama inercia. Diremos entonces que todos los objetosconocidos, cuando están en reposo permanecen a menos que sobre ellos actué un agente externo.

Por ejemplo, si se desea mover algún objeto, en este caso sabemos que necesitamos de una fuerza de empuje para aplicarla sobre él y obligarlo a abandonar su estado de reposo en el que se encuentra (Fig. 1.2)

Segunda Ley de Newton o Ley de Fuerza o principio fundamental de la Dinámica
“La fuerza netaaplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquieres dicho cuerpo”
La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:
F= m a
Donde:
F= fuerza
M= masa
a = aceleración

Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales (Fig 1.2) , es decir, tienen, además de un valor, una dirección y unsentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:
F= m a
La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1m/ s2, ósea:
1N = 1kg * 1m/s2
La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es válida para cuerpos cuyamasa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es válida la relación F= m*a. Vamos a generalizar la Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa.
Para ello primero vamos a definir una magnitud física nueva. Esta magnitud física es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que sedefine como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir:
P= m*v
La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kg m/s. En términos de esta nueva magnitud física, la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera:
La fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la variación temporal dela cantidad de movimiento de dicho cuerpo, es decir:
F= dp / dt
De esta forma incluimos también el caso de cuerpo cuya masa no sea constante. Para el caso de que la masa sea constante, recordando la definición de cantidad de movimiento y que como se deriva un producto tenemos:
F= d( m*v) dt= m*dv/ dt+ dm/dt*v
Como la masa es constante
Dm/ dt= 0
Y recordando la definición de aceleración, nosqueda
F= m a
Tal y como habíamos visto anteriormente
Otra consecuencia de expresar la Segunda ley de Newton usando la cantidad de movimiento es lo que se conoce como Principio de conservación de la cantidad de movimiento. Si la fuerza total que actúa sobre un cuerpo es cero, la Segunda ley de Newton nos dice que:
0= dp / dt
Es decir, que la derivada de la cantidad de movimiento con...