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Leyes de Newton (continuación)
Fuerzas
• Las fuerzas, a diferencia de otras cantidades en física, son magnitudes vectoriales
Esto quiere decir que además de su valor absoluto, debemos especificar su dirección y sentido
• Para ello, debemos recurrir al uso de vectores:
Son flechas que nos señalan la dirección y sentido de las fuerzas, mientras que su longitud representa su tamaño o magnitud
Por ejemplo, para distinguir entre dos velocidades, una el doble de la otra, se representa con un vector del doble de tamaño.
60 Km/H
30 Km/h
• Si el movimiento o fuerza ocurre en varias dimensiones, se puede separar el movimiento en direcciones perpendiculares y sumar los vectores correspondientes (regla del paralelogramo)
Problemas
• Antes del tiempo de Galileo y Newton, se enseñaba que una piedra que se soltaba desde lo alto del mástil de un barco, golpeaba la cubierta debajo del mástil a una distancia igual a lo que se había movido el barco mientras estaba cayendo. De acuerdo a las leyes de Newton, ¿qué piensa de esto?
• ¿Puede la velocidad de un objeto revertir su dirección mientras mantiene una aceleración constante?. Si es así, de un ejemplo, sino explique porqué.
• Si un objeto no se acelera, ¿Puede concluir que ninguna fuerza actúa sobre él?
• Si se necesita 1 N para empujar horizontalmente un libro en una mesa y hacerlo deslizar a velocidad constante, ¿Cuál es la fuerza de fricción sobre el libro?
Aceleración Percibida• Cuando comienza una carrera, ¿ Qué dirección tiene la
fuerza sobre el conductor? ¿Qué dirección tiene la aceleración percibida?
Aceleración
Percibida
F
• ¿Y al final de la carrera?
F
Aceleración
Percibida
La experiencia del peso
• La fuerza de tu peso causa una serie de fuerzas de soporte entre las partes de tu cuerpo
¡El cuerpo interpreta estas fuerzas como un cambio en el peso!
Ejemplo: el ascensor
El peso aparente y la aceleración
Montañas Rusas
• Este fenómeno es aprovechado en los parques de diversiones
Las montañas rusas son más divertidas cuando producen aceleración en forma de giros, círculos, caídas ,etc
Las fuerzas “g”
• Son las responsables de que estas atracciones sean divertidas
• El cuerpo no distingue entre aceleración y peso aparente
The design maximum for sleds used to test dummies with commercial restraint and air bag systems is 30 g.
30
The Colonel Stapp experiments on acceleration in rocket sleds indicated that in the 10 to 20 g range there was the possibility of injury because of organs moving inside the body. Beyond 20 g they concluded that there was the potential for death due to internal
20
Alan Shepard in his historic sub orbital Mercury flight experience a maximum force of 11 g. During this time he was unable to speak because he could not move his jaw.
11
The NASA g-force simulator is limited to 10 g for astronaut training.
10
Threshold for blackout during violent maneuvers in high performance aircraft.
10
Carrier based aircraft launch. 4+
Indy cars in the second turn at Disney World (side and down force).
4
Maximum acceleration in amusement park rides (design guidelines).
3.5
Commercial airliner at rotation. 2
Commercial airliner during takeoff run. 1.5
Hopping down stairs. 2-3
Walking down stairs. 1.5-2
Normal elevator acceleration (up). 1.2
Standing. 1
Example G Force
Inside the Numbers
El “cometa del vómito”
Pregunta
• ¿Cuál es la verdadera aceleración del “cometa del vómito” (si el peso aparente de los pasajeros es cero)?
Ley de Acción y Reacción
• “ Si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B; entonces el cuerpo B ejercerá la misma fuerza sobre el cuerpo A, pero la misma tendrá el sentido contrario”. Lo que podría denominarse “Ley de conservación de la fuerza”.
¿Qué fuerzas actúan sobre el libro?
¿Qué fuerzas actúan sobre el libro?
• Hay dos pares de fuerzas aquí:• 1) La atracción de la tierra sobre el libro y
la atracción del libro sobre la tierra (fuerzas de gravitación)
• 2) El empuje del libro sobre la mesa y el empuje de la mesa sobre el libro (fuerzas de contacto)
Otra situación:
• Si tenemos dos magnetos, uno de ellos más potente que el otro; y los colocamos de tal forma que se atraigan entre ellos: ¿Tirará con más fuerza el magneto más grande?
No, de acuerdo a la tercera ley de Newton, ambos tirarán con la misma fuerza, sino sería posible
mover un automóvil con el esquema de la siguiente figura
Preguntas
• Cuando se suelta una pelota de goma al piso, esta vuelve casi hasta la misma altura. ¿Cuál es la causa?
• Si empujás un auto que no funciona, el auto ejerce sobre vos una fuerza igual y opuesta. ¿Esto significa que las fuerzas se anulan y no se produce aceleración?
