sábado, 23 de agosto de 2014
viernes, 22 de agosto de 2014
LEYES FUNDAMENTALES DE NEWTON EN DINÁMICA
Para entender las leyes o principios de la dinámica tenemos que
conocer en primer lugar el concepto de lo que es Dinámica.
La dinámica es la rama de la física que estudia el movimiento en
función de las causas que lo producen es decir en función de las fuerzas.
La dinámica está compuesta por tres principios que fueron dichos
por Isaac Newton:
Esas tres leyes o principios son:
1) Ley de Inercia
2) El principio fundamental de la Dinámica
3) La ley de acción y reacción
Una fuerza es toda acción que puede cambiar el estado de reposo o
de movimiento de un cuerpo o bien producir deformaciones sobre él.
TIPOS DE FUERZAS:
En este tema existen dos extensos grupos de fuerzas que son:
La fuerza de contacto y Las fuerzas de acción a distancia.
Fuerza de contacto: Esta fuerza se da cuando existe contacto
directo entre el cuerpo que produce la fuerza y el cuerpo al que se aplica. Un
ejemplo claro de esta fuerza es cuando la fuerza de fricción o de rozamiento
que ejerce una superficie sobre un cuerpo que desliza sobre ella
Fuerza de acción a distancia: Esta fuerza no posee contacto
directo. Un ejemplo es la atracción producida por la tierra sobre cualquier
objeto denominada el peso.
jueves, 21 de agosto de 2014
Leyes de la dinamica
PRIMERA LEY DE LA DINÁMICA
LEY DE INERCIA:
Esta primera ley de la inercia establecida
por Issac Newton se hace referencia a las fuerzas que actúan sobre un cuerpo y
el tiempo de movimiento que dicho cuerpo experimenta.
La primera ley de Newton dice:
Todo cuerpo permanece en reposo o en
movimiento rectilíneo uniforme si no actúa ninguna fuerza sobre el o si la suma
de todas las fuerzas que acta sobre el es nula.
ALGUNAS FUERZAS COMUNES
PESO: El peso es la fuerza de atracción que ejerce la tierra sobre
los cuerpos. Esta fuerza hace que todos los cuerpos permanezcan sobre la
superficie terrestre.
El peso es un vector cuya dimensión
siempre es así abajo y la aceleración que actúa sobre esta fuerza es la
gravedad.
EJEMPLO: Describir y analizar las fuerzas
que actúan sobre un avión que va a velocidad constante.
Fa: Fuerza que ejerce el aire sobre las alas
F : Fuerza con la que avanza el avión
W: Fuerza del peso
Fr: Fuerza de fricción o de rozamiento
LEY DE INERCIA: Fa + F + W + Fr = 0
Se cumple cuando la velocidad es contante
Sumatoria de fuerzas en el eje Y : ∑ FY = Fa - W
Sumatoria de fuerzas en el eje X: ∑ FX = F - Fr
FUERZA
DE ROZAMIENTO ( Fr )
Cuando un cuerpo se desplaza sobre una superficie de encuentra con
una cierta resistencia esta oposición se denomina fuerza de rozamiento.
FUERZA
NORMAL ( Fn )
Fuerza que ejercen las superficies sobre los objetos, esta fuerza
es perpendicular a la superficie.
EJEMPLO (1):
El objeto de la figura se muestra en reposo sobre una superficie
horizontal.El peso del objeto es de 200 Newtons y una persona ejerce una fuerza
de 120 Newtons sobre el objeto. Dibuja las fuerzas que actúan sobre el objeto,
calcula la magnitud de la fuerza de rozamiento y de la fuerza normal.
DATOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA:
W (peso) = 200 Newtons
Fuerza = 120 Newtons
Desarrollo:
Sumatoria de fuerzas en el
eje X :
∑ FX = F - Fr F=Fr Fr= 120
Newtons
Sumatoria de fuerzas en el
eje Y :
∑ FY = Fa - W Fn=W Fn= 200 Newtons
Sumatoria de fuerzas:
Fn - W + F - Fr = 0
200N - 200N + 120N - 120N = 0
SEGUNDA LEY DE LA DINÁMICA
EL PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA DINÁMICA:
Este principio hace referencia a los estados de movimiento de los
cuerpos cuando son alterados por acción de una fuerza. Estas fuerzas
ocasionaran cambios en la velocidad del objeto por lo que el movimiento pasa hacer
acelerado.
La segunda ley de Newton establece una relación concreta entre la
fuerza neta que se aplica a un cuerpo y la aceleración que esta adquiere.
Estas dos variables, ( Fuerza y Aceleración ) se relacionan con la
constante denominada masa .
ECUACIÓN DEL PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA DINÁMICA:
Fuerza Neta = Masa. Aceleración
Fuerza
Neta
Masa = _________
Aceleración
La fuerza es directamente proporcional a la aceleración es decir
si la Fuerza aumenta, la Aceleración aumenta, si la Fuerza disminuye la
Aceleración disminuye.
EJEMPLO (1) :
EJEMPLO (2) :
A un cuerpo de 20 Kg de masa se le aplica una fuerza que lo hace
acelerar a razón de 5m/s2
¿Cuál es el valor de la Fuerza?
DATOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA:
Masa = 20 Kg
Aceleración = 5m/s2
Desarrollo:
FUERZA = MASA . ACELERACIÓN
Fuerza = 20 Kg . 5m/s2
Fuerza = 100 Newtons
EJEMPLO (3) :
Un cuerpo de masa igual a 5Kg se le aplica una fuerza de 28
Newtons, calcular la aceleración que experimenta dicho cuerpo.
DATOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA:
Masa = 5Kg
Fuerza = 28 Newtons ( 28 Kg . m/s2 )
Desarrollo:
ACELERACIÓN = FUERZA
________
MASA
Aceleración = 28 Kg . m/s2
__________
5Kg
( cancelamos los Kg para que las unidades den en m/s2 )
Aceleración = 5,6 m/s2
EL PESO :
El peso varia con la altura es decir con la distancia entre
el cuerpo y el centro de la tierra. Así un cuerpo situado sobre la superficie
terrestre pesa mas cuando se sitúa a una determinada altura, pero estas alturas
tienen una magnitud considerable. Sabiendo que el valor de la gravedad es de 9,8
m/s2
El peso es una fuerza que relaciona la masa del cuerpo con su respectiva aceleración:
El peso es una fuerza que relaciona la masa del cuerpo con su respectiva aceleración:
W (peso) = Masa . gravedad
EJEMPLO (1) :
Una piedra de masa de 1kg cae al vació cerca de la superficie de
la tierra.
¿Cuál es el peso de la piedra?
DATOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA:
Masa = 1 Kg
Gravedad: 9,8 m/s2
Desarrollo
W (peso) = Masa . gravedad
W = 1Kg . 9, 8
m/s2
W = 9, 8 Kg . m/s2
W = 9, 8 Newtons
EL PLANO INCLINADO
Es una superficie plana que forma un determinado ángulo alfa con
la horizontal, generalmente se lo utiliza para analizar fuerzas de cuerpos que
se deslizan sobre el.
TERCERA LEY DE NEWTON
LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN:
Esta ley dice que si un cuerpo ejerce una fuerza al otro, el otro
ejerce una fuerza de igual valor, pero en sentido contrario al primero.
Las fuerzas de acción y reacción se aplican a cuerpos distintos.
CANTIDAD DE MOVIMIENTO:
Es la relación existente entre la velocidad y la masa es decir que
es la medida del movimiento que nace de la velocidad y de la cantidad de
materia conjuntamente, también se conoce como “momentum lineal”
miércoles, 20 de agosto de 2014
Aplicación de las tres leyes de newton
APLICACIÓN DE LAS TRES LEYES EN UN EJEMPLO SENCILLO
En este ejemplo sencillo podemos ver la aplicación de
las tres leyes de Newton en la vida cotidiana, y en este caso las fuerzas
que actúan sobre la rana para su movilidad y para cada
movimiento se aplican las tres leyes.
Suscribirse a:
Entradas (Atom)