1. 1. INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO. SANTIAGO MARIO EXTENSIN PORLAMAR Elizabeth Mago C.I: V-8.398.646.
2. 2. Capitulo I, Leyes de Newton. Las leyes de Newton, tambin conocidas como leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican, en particular, aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos bsicos de la fsica y el movimiento de los cuerpos en el universo.
3. 3. PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA INERCIA Especifica que todo cuerpo contina en su estado de reposo o de movimiento, a menos que acte sobre l una fuerza que le obligue a cambiar dicho estado. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no acta ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.
4. 4. PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA INERCIA. Ejemplo. Un vagn de 100 toneladas de masa se mueve con una velocidad de m/s, para detenerlo tiran de l 4 obreros en sentido contrario con una fuerza de d 50 kg. Cada uno. Cunto tiempo tardarn en detener el vagn? De la frmula Ft = mv resulta: F = mv/f 10.000 x 0.5/200 = 200 segundos En la figura 1(a) se muestra que la esferita es detenida por la fuerza de rozamiento. Sin rozamiento tomara movimiento rectilneo uniforme y no se detiene nunca, figura 1(d). Estas ideas expuestas son similares a los experimentos realizados por Galileo, fsico que precedi a Newton. Este ltimo, fundamentndose en aquellas experiencias lo llevaron a enunciar la ley de inercia, llamada primera ley de Newton: Todo cuerpo en reposo o en movimiento rectilneo uniforme tiende a mantener su estado, siempre y cuando sobre l no acte una fuerza externa. Otro enunciado equivalente es el siguiente: Si sobre un cuerpo no acta ninguna fuerza, o actan varias que se anulan entre s, entonces el cuerpo est en reposo o movimiento rectilneo y uniforme.
5. 5. SEGUNDA LEY DE NEWTON O LEY DE FUERZA Esta ley explica qu ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qu ser constante) acta una furzala cual modificar el estado de movimiento, cambiando la velocidad en mdulo o direccin. En concreto, los cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la direccin de esta; las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. hay relacin entre la causa y el efecto, la fuerza y la aceleracin estn relacionadas. Dicho sintticamente, la fuerza se define simplemente en funcin del momento que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas sern iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.
6. 6. SEGUNDA LEY DE NEWTON O LEY DE FUERZA Ejemplo. Una fuerza le proporciona a la masa de 2,5 Kg. una aceleracin de 1,2 m/s2. Calcular la magnitud de dicha fuerza en Newton Datos m = 2,5 Kg. a =1,2 m/s2. F =? (N y dyn) Solucin Los datos aparecen en un mismo sistema de unidades (M.K.S.) Para calcular la fuerza usamos la ecuacin de la segunda ley de Newton:
7. 7. TERCERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIO DE ACCIN Y REACCIN. Dice que por cada fuerza que acta sobre un cuerpo, este realiza una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y estn situadas sobre la misma recta. Este principio se aplica a toda clase de fuerzas y presupone que la interaccin entre dos partculas se propaga instantneamente en el espacio. Es importante observar que este principio de accin y reaccin relaciona dos fuerzas que no estn aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, segn sean sus masas La tercera ley de Newton es completamente original (pues las dos primeras ya haban sido propuestas de otras maneras por Galileo, Hooke y Huygens.
8. 8. TERCERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIO DE ACCIN Y REACCIN.
9. 9. Capitulo II,II , Fundamentos de la esttica, Centro de Gravedad. Una propiedad clave del equilibrio esttico es que el que cambie el punto de aplicacin de las fuerzas no modifica el estado de equilibrio del slido, siempre que las fuerzas se mantengan en su recta de accin original. Por eso el lgebra de vectores deslizantes es la herramienta bsica a emplear cuando se trata de imponer el equilibrio de un cuerpo.
10. 10. CENTRO DE GRAVEDAD. Es el punto de aplicacin de la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actan sobre las distintas porciones materiales de un cuerpo, de tal forma que el momento respecto a cualquier punto de esta resultante aplicada en el centro de gravedad es el mismo que el producido por los pesos de todas las masas materiales que constituyen dicho cuerpo. En fsica, adems del centro de gravedad aparecen los conceptos de centro de masa y de centro geomtrico o centroide que, aunque pueden coincidir con el centro de gravedad, son conceptualmente diferentes.
11. 11. CENTRO DE MASA Y CENTRO DE GRAVEDAD. El centro de masas coincide con el centro de gravedad slo si el campo gravitatorio es uniforme; es decir, viene dado en todos los puntos del campo gravitatorio por un vector de magnitud y direccin constante. CENTRO GEOMTRICO (CENTROIDE) Y CENTRO DE MASA. El centro geomtrico de un cuerpo material coincide con el centro de masa si el objeto es homogneo (densidad uniforme) o cuando la distribucin de materia en el sistema es simtrico.
12. 12. CENTRO DE GRAVEDAD. Ejemplo. Por ejemplo, si consideramos dos puntos materiales A y B, cuyas masas respectivas valgan m1 y m2; adems los suponemos rgidamente unidos por una varilla de masa despreciable, a fin de poder considerarlos como formando parte de un cuerpo slido. La gravedad ejerce sobre dichos puntos sendas fuerzas paralelas m1g y m2g que admiten una resultante cuyo punto de aplicacin recibe el nombre de centro de gravedad o centroide.
13. 13. Capitulo IV, Momento de Inercia. LA INERCIA. Es la tendencia de un objeto a permanecer en reposo o a continuar movindose en lnea recta a la misma velocidad. La inercia puede pensarse como una nueva definicin de la masa. El momento de inercia es, entonces, masa rotacional. Al contrario que la inercia, el MOI tambin depende de la distribucin de masa en un objeto. Cuanto ms lejos est la masa del centro de rotacin, mayor es el momento de inercia. Una frmula anloga a la segunda ley de Newton del movimiento, se puede rescribir para la rotacin: F = M.a. F = fuerza M = masa a = aceleracin lineal
14. 14. Momento de Inercia. El momento de inercia o inercia rotacional es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo. Ms concretamente el momento de inercia es una magnitud escalar que refleja la distribucin de masas de un cuerpo o un sistema de partculas en rotacin, respecto al eje de giro. El momento de inercia slo depende de la geometra del cuerpo y de la posicin del eje de giro; pero no depende de las fuerzas que intervienen en el movimiento. El momento de inercia desempea un papel anlogo al de la masa inercial en el caso del movimiento rectilneo y uniforme. Es el valor escalar del momento angular longitudinal de un slido rgido.
15. 15. Momento de Inercia. Ejemplo. MOMENTO DE INERCIA DE UNA PLACA RECTANGULAR. Vamos a calcular el momento de inercia de una placa rectangular delgada de masa M de lados a y b respecto del eje que pasa por la placa. Tomamos un elemento de masa que dista x del eje de rotacin. El elemento es un rectngulo de longitud a de anchura dx. La masa de este rectngulo es El momento de inercia de la placa rectangular es