Unidad 4 fisica universitaria

Páginas: 100 (24851 palabras) Publicado: 18 de marzo de 2012
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LEYES DEL MOVIMIENTO DE NEWTON

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METAS DE APRENDIZAJE
Al estudiar este capítulo, usted aprenderá:

El niño que está de pie empuja al niño que está sentado en el columpio. ¿El niño sentado empuja hacia atrás? Si acaso, ¿empuja con la misma cantidad de fuerza o con una cantidad diferente?

?

• Lo que significa el concepto de fuerza en lafísica y por qué las fuerzas son vectores. • La importancia de la fuerza neta sobre un objeto y lo que sucede cuando la fuerza neta es cero. • La relación entre la fuerza neta sobre un objeto, la masa del objeto y su aceleración. • La manera en que se relacionan las fuerzas que dos objetos ejercen entre sí.

E

n los dos últimos capítulos vimos cómo describir el movimiento en una, dos o tresdimensiones. Sin embargo, ¿cuáles son las causas del movimiento? Por ejemplo, ¿cómo puede un remolcador empujar un trasatlántico que es mucho más pesado que él? ¿Por qué es más difícil controlar un automóvil en hielo mojado que en concreto seco? Las respuestas a estas preguntas y a otras similares nos llevan al tema de la dinámica, es decir, la relación entre el movimiento y las fuerzas que lo causan.En los dos capítulos anteriores estudiamos la cinemática, el lenguaje para describir el movimiento. Ahora estamos en condiciones de pensar en lo que hace que los cuerpos se muevan como lo hacen. En este capítulo usaremos dos conceptos nuevos, la fuerza y la masa, para analizar los principios de la dinámica, los cuales están establecidos en sólo tres leyes que fueron claramente enunciadas por SirIsaac Newton (1642-1727), quien las publicó, por primera vez, en 1687 en su Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (“Principios matemáticos de la filosofía natural”). Tales enunciados se conocen como leyes del movimiento de Newton. La primera ley dice que si la fuerza neta sobre un cuerpo es cero, su movimiento no cambia. La segunda ley relaciona la fuerza con la aceleración cuando la fuerzaneta no es cero. La tercera ley es una relación entre las fuerzas que ejercen dos cuerpos que interactúan entre sí. Las leyes de Newton no son producto de deducciones matemáticas, sino una síntesis que los físicos han descubierto al realizar un sinnúmero de experimentos con cuerpos en movimiento. (Newton usó las ideas y las observaciones que muchos científicos hicieron antes que él, como Copérnico,Brahe, Kepler y especialmente Galileo Galilei, quien murió el mismo año en que nació Newton.) Dichas leyes son verdaderamente fundamentales porque no pueden deducirse ni demostrarse a partir de otros principios. Las leyes de Newton son la base de la mecánica clásica (también llamada mecánica newtoniana); al usarlas seremos capaces de comprender los tipos de movimiento más conocidos. Las leyes deNewton requieren modificación sólo en situaciones que implican rapideces muy altas (cercanas a la rapidez de la luz) o para tamaños muy pequeños (dentro del átomo). El planteamiento de las leyes de Newton es sencillo, pero muchos estudiantes las encuentran difíciles de comprender y manejar. La razón es que, antes de estudiar física,

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CAPÍT U LO 4 Leyes del movimiento de Newton

hemos pasado años caminando, lanzando pelotas, empujando cajas y haciendo muchas otras cosas que implican movimiento. Al hacerlo, hemos desarrollado ciertas ideas de “sentido común” con respecto al movimiento y sus causas. Sin embargo, muchas de esas ideas no resisten un análisis lógico. Una buena parte de la tarea de este capítulo —y del resto denuestro estudio— es ayudarnos a reconocer cuándo las ideas de “sentido común” nos llevan al error, y cómo ajustar nuestro entendimiento del mundo físico de modo que sea congruente con lo que nos dicen los experimentos.

4.1 Fuerza e interacciones
4.1 Algunas propiedades de las fuerzas.

4.2 Cuatro tipos de fuerzas comunes.

En el lenguaje cotidiano, fuerza es un empujón o un tirón. Una mejor...
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