MODALIDAD VIRTUALIZADA

(pandemia de coronavirus)

Física 1 (químicos)

Clase 4

Dinámica – Principios de Newton – Fuerza Peso

Leyes de Newton

Primera ley: si la fuerza neta sobre un cuerpo es cero, su movimiento no cambia.

Segunda ley: relaciona la fuerza con la aceleración cuando la fuerza neta no es cero.

Tercera ley: es una relación entre las fuerzas que ejercen dos cuerpos que interactúan entre si.

No son validas:- Tratamiento de objetos pequeños- Velocidades altas, cercanas a la velocidad de la luz

Fuerza e interacciones

La fuerza es una cantidad vectorial: podemos empujar un cuerpo o tirar de el en diferentesdirecciones.

Cuatro tipos comunes de fuerzas

Superposición de fuerzas

Cualquier fuerza puede ser sustituida por sus vectores componentes, actuando en el mismo punto.

OJO el diujo muestra una una linea ondulada sobre el vector de fuerza para indicar que lo hemos sustituido por sus componentes x y y.

Primera ley de Newton

La tendencia de un cuerpo a seguir moviéndose una vez iniciado su movimiento es resultado de una propiedad llamada inercia.

Sistemas de referencia inerciales

Cuando viajamos en un vehiculo que se acelera…

La primera ley de Newton no es válida en sistemas NO inerciales

No hay un marco de referencia inercial que sea preferible atodos los demás para formular las leyes de Newton. Si unmarco es inercial, todos los que se muevan con velocidadconstante relativa a el serán inerciales.

Desde esta perspectiva, el estado de reposo y el demovimiento con velocidad constante no son muy diferentes;ambos se dan cuando la suma vectorial de las fuerzas queactúan sobre el cuerpo es cero.

Segunda ley de Newton

¿qué sucede si la fuerza neta NO es cero?

Al tratar la primera ley de Newton, vimos que cuando ninguna fuerza, o una fuerzaneta cero, actúa sobre un cuerpo, este se mueve con aceleración cero y su velocidad es constante.

La conclusión es que una fuerza neta que actúa sobre un cuerpo hace que este acelere en la misma dirección que la fuerza neta.

Muchos experimentos semejantes muestran que para uncuerpo dado, la magnitud de la aceleración esdirectamente proporcional a la magnitud de la fuerzaneta que actúa sobre el.

Masa y fuerza

La unidad de masa en el SI es el kilogramo. Kilogramo se define oficialmente como la masa de un cilindro de aleación platino-iridio que se mantiene en una bóveda cerca de Paris. Podemos usar este kilogramo estándar,junto con la ecuación, para definir el newton:

Para la misma fuerza neta, el cociente de las masas de doscuerpos es el inverso del cociente de sus aceleraciones.

Enunciado de la segunda ley de Newton

Lo que significa

La segunda ley de Newton es una ley fundamental de la naturaleza, la relación básica entre fuerza y movimiento.

Uso de la segunda ley de Newton

o

Masa y peso

El peso de un cuerpo es una fuerza que nos es familiar: es la fuerza con que laTierra atrae al cuerpo.

Es común usar incorrecta e indistintamente los términos masa y peso en lacotidianamente. Es absolutamente indispensable entender claramente lasdiferencias entre estas dos cantidades físicas.

La masa caracteriza las propiedades inerciales de un cuerpo: A mayor masa, se necesitará más fuerza para causar una aceleración dada;

La fuerza que hace que el cuerpo se acelere hacia abajo es su peso. Cualquiercuerpo con masa de 1 kg, cercano a la superficie de la Tierra, debe tener unpeso de 9.8 N para sufrir la aceleración que observamos en la caída libre. Entérminos mas generales, un cuerpo de masa m debe tener un peso de magnitudw dada por

Tercera ley de Newton

Una fuerza que actúa sobre un cuerpo siempre es el resultado de su interacción con otro cuerpo, así que las fuerzas siempre vienen en pares.

En todos estos casos, la fuerza que ejercemos sobre el otro cuerpo tiene dirección opuesta a la que el cuerpo ejerce sobre nosotros. Los experimentos muestran que, al interactuar dos cuerpos, las fuerzas que ejercen mutuamente son iguales en magnitud y opuestas en dirección.

la tercera ley de Newton tambien es valida para las fuerzas de largo alcance que no requieren contacto fisico, como la de atraccion gravitacional.

Diagramas de cuerpo libre

1. La primera y segunda ley de Newton se refiere a un cuerpo especifico.

2. Hay que identificar las fuerzas que actúan sobre el cuerpo en cuestión.

3. Los diagramas de cuerpo libre son indispensables para identificar lasfuerzas pertinentes. Un diagrama de cuerpo libre es un diagrama quemuestra el cuerpo elegido solo, “libre” de su entorno, con vectores quemuestren las magnitudes y direcciones de todas las fuerzas aplicadassobre el cuerpo por todos los cuerpos que interactúan con él. Tampoco seincluyen las fuerzas que un cuerpo ejerce sobre sí mismo, ya que éstas nopueden afectar su movimiento.

IMPORTANTE

Si en un problema intervienen dos o más cuerpos, hay quedescomponer el problema y dibujar un diagrama de cuerpo librepara cada cuerpo.