DINAMICA-INTERACCIONES- FUERZA - LEYES DE LA DINAMICA; 1era Ley y 2da Ley. Enunciados. INTERPRETACIONES, UNIDADES DE FUERZAS. EJERCICIOS.
En clases anteriores estudiaste el movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo producen y,además, no tomamos en cuenta la masa del cuerpo. .A continuación veamos ahora una parte de la física en la cual,dado un cuerpo de masa "M" nos interesa conocer las causas de su movimiento ; para ello non vamos a introducir a un nuevo contenido denominada la Dinámica.
Dinámica.
def. Es la parte de la física encargada de estudiar las causas del movimiento y la manera de como unos cuerpos influyen en el movimiento del otro.
Es frecuente en la naturaleza observar interacciones entre diferentes cuerpos, al respecto las interacciones fue estudiado y analizado en el primer lapso. ejemplos a) Un cuerpo cae
b) Un fuerte viento mueve las aspas de un molino c) un imán atrae un clavo de hierro ; por lo que,observando el medio que te rodea se producen diferentes interacciones.
Como consecuencia de las interacciones entre los cuerpos ,aparecen sobre ellos efectos a los cuales le daremos el nombre de fuerza, ahora bien ,al interaccionar la tierra y el cuerpo aparece de manera natural una fuerza actuando a distancia la fuerza gravitatoria y por otro lado al interaccionar el zapato con el piso aparece una fuerza por contacto denominada fricción o roce.De aquí queda claro que la fuerza es consecuencia de la interacción entre cuerpos. por lo que, la fuerza permite modificar el estado de reposo, impedir el movimiento de los cuerpos, modificar el movimiento de los cuerpos y alterar o no la forma de los cuerpos.
Leyes de la Dinámica tambien son conocidas Leyes del movimiento de Newton
Antes de estudiar las leyes conoceremos
INERCIA Y MASA
Dos términos que están muy ligados son: masa e Inercia. Les explico, por ejemplo si queremos mover un automóvil empujándolo, se necesita un esfuerzo muy grande para sacarlo de su estado de reposo y lo mismo ocurriría si el automóvil está en movimiento, si queremos detenerlo presentará una resistencia a cambiar su estado de movimiento; si hacemos lo mismo con un carrito de juguete, nos damos cuenta que se necesita menor esfuerzo para sacarlo de su estado de reposo y también para detenerlo. que ofrecen los cuerpos para cambiar su estado de reposo o de movimiento se conoce como inercia del cuerpo, por lo tanto la inercia del automovil es mayor que la del carrito.
Inercia de un cuerpo . Es la oposición que presenta éste para cambiar su estado de reposo o de movimiento. También la Inercia de un cuerpo es la medida por una magnitud escalar denominada
Masa. Es por esto que un objeto u cuerpo con mayor masa posee también mayor inercia y por lo tanto presenta una mayor resistencia a cambia su estado de movimiento
1era ley : Ley de Inercia
Isaac Newton (1642 -1727 ) continuo el trabajo realizado por Galileo, en relación con las ideas del movimiento de un cuerpo. Formuló las leyes del movimiento; su primera ley se conoce como el principio de inercia y su enunciado se expresa a continuación.
" Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U)
SI no actúa ninguna fuerza sobre él. o si la Suma de todas las fuerzas que actúan sobre él( fuerza neta)
es nula"
Cuando sobre un mismo cuerpo la sumatorias de todas las fuerzas que actúan es cero o nula. Esto ,quiere decir que dichas fuerzas poseen igual módulo y dirección y sentidos contrarios. denominándose Fuerzas Equilibradas.
Ejemplos de la Ley de inercia.
a) Jamas has visto levantarse un cuaderno de tu pupitre sin causa, a no ser que una fuerza actúe sobre él b) Si un autobus arranca mientras estamos parados en él, nos sentimos caer hacia atras .
c) Cuando te montas en un ascensor y éste arranca bruscamente,sientes un desagradable sensación en el estómago, pues tu cuerpo ase resiste a salir del reposo.
De acuerdo a los ejemplos antes mencionados, los cuerpos que están en reposo tienden a seguir en reposo, entonces ningún cuerpo se acelera por si mismo, por lo tanto la tendencia que tienen los cuerpos es a mantener su estado de reposo o de movimiento, es lo que anteriormente llamamos inercia.
Interprete según la Ley de INERCIA , el siguiente planteamiento.Qué le ocurrirá al movimiento de un cuerpo al que se le aplica dos fuerzas equilibradas y viaja a una velocidad constante de 30 m/s?
Respuesta. según la Ley de Inercia el movimiento del cuerpo es el mismo o sea M.R.U,ya que la fuerza neta aplicada es cero. y seguirá con su misma velocidad 30 m/s
Actividades COPÌA Y RESPONDE RAZONANDO EN TU CUADERNO.
1,.Es posible que un cuerpo inicie un movimiento sin que se le aplique una fuerza sobre el?
2.-Es posible que un cuerpo este en reposo si sobre él actúa una sola fuerza?
3.-Es la fuerza una magnitud vectorial?
4.Es posible lanzar hacia arriba una pelota de béisbol y atraparla en un autobus que viaja a una velocidad constante? ¿Que ocurre con la pelota cuando el bus toma una curva?
2da ley : Ley de la Masa. la fuerza, la Masa , y la aceleración están relacionadas entre si.
Si una fuerza ( F ) constante (valor diferente a cero ) aplicada sobre un cuerpo ( m) puede vencer su inercia, en este caso. la fuerza le comunica al cuerpo una aceleración (a) tambien constante.
¿ Nos planteamos una pregunta? ¿Qué relación hay entre la aceleración que adquiere un cuerpo y la fuerza neta que actúa sobre él?
respondo este planteamiento. suponer que tenemos un cuerpo de masa m la cual aplicandole fuerza Le provoca aceleración , segun la tabla dada a continuación
F1 a
F2 2a
F3 3a
F4 4a
Si efectuamos el cociente F/ m si F1 = 20 y a 4 entonces al efectuar los cocientes resulta
20/4 = 40 /8 = 60 / 12 = 80 /16 = constante o sea 5
CONSTRUYAN LA GRAFICA fuerza EN FUNCION DE la aceleración
debe resultarle una recta que debe cortar el origen del sistema de coordenadas
´Al hallar la pendiente de la recta se verifica el valor constante
la constante hallada es la masa del cuerpo ( m) la cual, define como masa inercial del cuerpo
Enunciado de la ley de Masa . " La relación constante entre la fuerza aplicada a un cuerpo sobre una superficie horizontal y la aceleración que él adquiere es una constante la cual depende solamente de la masa del cuerpo" . por lo tanto
F / a = masa
Ecuación fundamental de la dinámica
F = m . a m= F/a
De esta ecuación se concluye . Fuerza y la aceleración son directamente proporcionales, mientras que la masa y la aceleración son inversamente proporcionales.
Interpretemos la Ecuación F = m.a
1.- Si la fuerza es constante no equilibrada ( diferente a cero), por ser la masa una constante para un mismo cuerpo, la aceleración es constante, luego el movimiento es uniformemente variado.
2.la fuerza F que aparece en la segunda ley de newton se refiere a la fuerza resultante ( fuerza neta) que actúa sobre un cuerpo diferente a cero.
3.-Si la fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo de masa m es nula (F = 0) entonces la aceleración es nula o cero, entonces el cuerpo está en reposo o en M.R.U.
4.- Si un cuerpo está en reposo o se mueve con velocidad constante, se dice que el cuerpo está en Equilibrio.
5.-Las fuerzas producen aceleraciones, es decir las aceleraciones son consecuencias de las fuerzas.
Unidades de Fuerza ( F = m .a)
unidad de fuerza en el sistema M.K.S
F = kg *m/s2
F = Newton
Newton Es la fuerza constante no equilibrada que aplicada a la masa de un kg le imprime una aceleración de 1m/s2
F = g. cm/s2
unidad de fuerza en el sistema c.g.s Se denomina dina
dina Es la fuerza constante no equilibrada que aplicada a la Masa de un gramo le imprime una aceleración de 1 cm/s2.
MASA Y PESO
Dos términos que nunca debes confundir son el PESO Y MASA . L a masa es propiedad intrínseca del cuerpo, es una constante, en cambio el peso de un cuerpo es la fuerza que resulta de la interacción entre el cuerpo y la tierra.
Formula P = m. g.
L a masa y el peso son magnitudes diferentes y se miden con instrumentos diferentes; la masa con una balanza y el peso con un dinamometro, El dinamometro es un instrumento para medir la fuerza.
Representacion del dinamometro
Otras unidades de fuerza son : Kilopondio (kp) y el Pondio ( P)
kilopondio Es la fuerza con que la tierra atrae a la masa de un kg situado a nivel del mar y a 45ª de latitud,
pondio ,Es la fuerza con que la tierra atrae ala masa de 1 gramo situado a nivel del mar y a 45º de latitud.
EQUIVALENCIAS ENTRE LAS UNIDADES DE FUERZA
Ejercicios de Conversion de UNIDADES DE FUERZA
problemas aplicacion segunda ley.Ley de la masa
1.- Interprete la siguiente afirmación. Es mas fácil acelerar un carrito que un camión.
respuesta, teniendo presente la ley de la masa y aplicando la misma fuerza al carrito y a un camión, adquiere mayor aceleración el carrito desde el momento que su masa es menor que el camión
2,- PROBLEMA tomado del libro de fisica 3er año autor Lic José María Alvarez
3,-PROBLEMA tomado del libro de fisica 3er año autor Lic Iosé María Alvarez
Observación del problema, los datos están invertido de las interrogantes, por otra parte en la ecuación y solución si lleva el orden de acuerdo a las interrogantes del problema. . ahora bien tampoco resuelve las unidades por lo que queda para el docente guiar a sus alumnos resolver unidades. esto queda como tarea para ustedes, ya el profesor les explico resolver unidades.
4.-Un cuerpo adquiere la aceleración de 20 cm,/s2 cuando se le aplica una fuerza constante de
10 new .Calcular la masa del cuerpo.
DATOS conversion de unidades formula solucion
a = 20 cm/ s2
f = 10 New 10 New .105dina F =m*a m= 106 dinas
_____ = 106 dina _______
1 New m = F /a 20 cm/s2
m= ?
m= 500000 g. cm/s2
________
ojo falto simplificar las unidades
cm/s2
m = 500000 g
5.- Jose tiene una masa de 70 kg .Cual sería su peso en la tierra?
DATOS FORMULA SOLUCION
m = 70 kg p = m.g p = 70 kg * 10m/s2
g = 10 m/s2 p= 700 New
p=?
EJERCICIOS DE REFORZAMIENTO. RESUELVALO EN SU CUADERNO.
Interprete fisicamente las siguientes unidades de acuerdo a la definiciones
a) 10 kg. m/s2 b)) 6,2 new c) 173 dina d) 8 kp
convertir las siguientes las unidades.
a) 7 Kp a New b) 19,45 New a Kp c) 7,85 dina a Kp d) 3,12 lib-fuerza a New
e) 31 din a Kp f) 54 New a lib-fuerza g) 0,41 pondios a New
Cambia la masa de un astronauta cuando esta realizando una misión en el espacio?. interprete
Resuelva las siguientes problemas
1.- Que fuerza constante no equilibrada se requiere imprimirle a un cuerpo de 2 kg para que adquiera la aceleración de 60 m/s2
2.-Que aceleración adquiere un cuerpo de 200 g sobre la cual actúa una fuerza constante no equilibrada de 20 New.
3.-Un cuerpo de 5,5 kg parte del reposo y recorre una distancia de 22 m en 5,4 s por la acción de una fuerza constante no equilibrada ¿ Que valor tiene dicha fuerza?
4.-Una fuerza constante actúa sobre un cuerpo de 4 kg que se mueve con una rapidez de 5 m/s haciendo que en el tiempo de 10 s la rapidez del cuerpo es 2 m/s. Calcular la fuerza constante no equilibrada que hace que el cuerpo disminuya su rapidez?
5,.Hallar la fuerza constante no equilibrada que al aplicarle a un cuerpo de 5 kg le comunica un cambio de rapidez de 5 m/s hasta 40 m/s en un recorrido de 100 m
Les Recuerdo REFORZAR a través de su texto de teoria o viendo videos resolucion de problemas relativos primera y segunda ley . CUALQUIER DUDA ESTOY SIEMPRE A LA ORDEN.
repasen suma , resta de vectores y el teorema de pitagora contenido visto enmagnitudes vectoriales
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