Dinmica: Fuerzas

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  • 1. DINMICA
    INTRODUCCIN:
    La dinmica es la parte de la mecnica que estudia el movimiento desde el punto de vista de las causas que lo producen.
    Antiguamente, el gran filsofo Aristteles se preguntaba por qu se movan los cuerpos, pues l consideraba errneamente que lo propio de la materia era estar en reposo. Galileo Galilei hizo caer en la cuenta a la humanidad, que lo propio de la material es mantener el movimiento rectilneo uniforme, y entonces se preguntaba por las causas que cambian el estado de movimiento de los cuerpos. As, se consideran las fuerzas como la causa de las variaciones en el movimiento de los cuerpos.

2. Continuacin
Desde el 5 de julio de 1686, Isaac Newton describi un sistema terico coherente, llamado Las leyes de Newton, mediante el cual es posible explicarnos el movimiento de los cuerpos dentro de los mbitos en que se desarrolla nuestra vida cotidiana, es decir, mientras la velocidad de los cuerpos no sea excesivamente grande (prxima a la velocidad de la luz) o su masa excesivamente pequea como la de los protones o electrones. Para estas ltimas circunstancias, el hombre se ha ideado otros sistemas explicativos: la mecnica relativista y la mecnica cuntica.
3. Qu es?
Es la interaccin entre dos cuerpos materiales.
Es una magnitud vectorial que se puede representar mediante vectores.
Las fuerzas se miden con dinammetros.
Su unidad es el Newton.(1Kg.m/s2).
Al aplicar una fuerza de un newtona un kg de masa , su velocidad aumenta 1m/s por cada segundo que transcurre.
Fuerzas
4. Las fuerzas cotidianas
La unidad cientfica de fuerza es el newton, que se abrevia con la letra N.
Un cuerpo de 1 kilogramo de masa, pesa aproximadamente 9,8 N.
El peso:
La fuerza con la que la Tierra atrae a un objeto cerca de su superficie se llama peso de ese cuerpo. Esta fuerza est dirigida hacia el centro de la Tierra. El peso de un cuerpo se representa con la letra w.
5. La normal:
Cuando un cuerpo reposa o se desliza sobre un plano, ste le aplica una fuerza perpendicular que por este motivo se denomina fuerza normal.
En algunos casos, el valor de la fuerza normal es igual al del peso (figura 1), pero tambin existen situaciones en las cuales no es as (figura 2).
Figura 1
Figura 2
6. Las fuerzas de friccin:
Cuando un cuerpo se desliza sobre una superficie y, en ciertas circunstancias, cuando reposa sobre ella, esa superficie le aplica una fuerza que se denomina de rozamiento. Si el cuerpo se desliza se llama fuerza de rozamiento cintica (fk) y si est quieto, de rozamiento esttico (fs). Estos dos tipos de fuerzas de rozamiento dependen de las superficies en contacto y de la fuerza normal que el cuerpo le aplica a la superficie sobre la que descansa o se desliza.
Fs sN
Fk kN
7. Fuerzas elsticas:
Los resortes al ser estirados o comprimidos aplican fuerzas sobre los objetos atados a sus extremos. Estas fuerzas se llaman elsticas. Generalmente estas fuerzas son proporcionales a la longitud que se ha estirado o comprimido el resorte, en cuyo caso se dice que se cumple la ley de Hooke.
Fe = -kl
Fuerza elstica de un resorte
8. La tensin:
Cuando un cuerpo hala a una cuerda, sta se tensiona y le aplica al cuerpo una fuerza que se denomina tensin.
9. Fuerza de contacto: cuando hay contacto o interaccin entre dos cuerpos.
Fuerzas a distancia no hay contacto entre los cuerpos que interaccionan
CLASIFICACINDE LAS FUERZAS
10. A la sumade las fuerzas que actan sobre un cuerpo se le denomina FUERZA RESULTANTE
LA FUERZA resultante
F.normal
F.resultante= Fn - P
Peso
11. Leyes de Newton
Primera Ley
Ley de la inercia: Todo cuerpo sobre el que no actan fuerzas o su fuerza resultante es nula, permanece en reposo con un movimiento rectilneo o uniforme.
Frte=0
12. Segunda Ley
Ley de la dinmica: Todo cuerpo sometido a una fuerza resultante poseer un movimiento aceleradoque dependerde la masa de dicho cuerpo.
Frte= m.a
13. Tercera Ley
Principio de accin y reaccin:
Cuando un cuerpo 1 ejecuta una fuerza sobre un cuerpo 2, esta accin es simtrica, ya que el 2 ejerce la misma fuerza que el 1 pero en diferente direccin, pero actuando en cuerpos distintos respectivamente.
F12=-F21
F12
F21
14. El peso y la masa
Se ha definido la masa m de un cuerpo como una cantidad que depende del nmero de protones, neutrones y electrones que conforman ese cuerpo. La materia no puede oponerse al movimiento pues es inerte, pero a mayor masa se le debe aplicar mayor fuerza neta para acelerarla igualmente que a una de menor masa.
El peso w de un cuerpo se define como la fuerza que la Tierra le aplica a ese cuerpo. La segunda ley de Newton permite establecer una relacin entre la masa y el peso de un cuerpo:
W= mg
Se concluye que si la masa de un cuerpo es de 1 kg, su peso es de 9,8 N, de donde se ve que la unidad de fuerza, el Newton, equivale a 1 kg.1 m/s2.
15. Dinmica del movimiento circular uniforme
Recuerde:
En el movimiento circular uniforme, la aceleracin es de valor constante y dirigida hacia el centro de la circunferencia que describe.
Por tanto, la fuerza neta que acta sobre un cuerpo que describe un movimiento circular uniforme debe ser de valor constante y dirigida hacia el centro de la circunferencia descrita.
Esta fuerza se llama centrpeta y de acuerdo con la segunda ley de Newton es igual a:
==2

16. Continuacin
La Luna en su movimiento de traslacin alrededor de la Tierra describe prcticamente un movimiento circular uniforme. La fuerza centrpeta correspondiente es la fuerza gravitacional que la Tierra le aplica. En este caso se cumple que:
==()2=2

A partir de estas relaciones es posible deducir la masa de la Tierra y mediante sta determinar la masa del Sol.