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Luz H. Lasso
Contenido
Concepto de fuerza Ejemplos de fuerzas Primera ley de Newton Inercia y masa Marco de referencia inercial Segunda ley de Newton Tercera ley de Newton Equilibrio Fuerzas de fricción
Luz H. Lasso
Una fuerza es intuitivamente algo que implica un jalón o empujón.
Debemos distinguir entre fuerzas de contacto y de acción a distancia (fuerzas de campo).
La fuerza es aquello que ocasiona que un cuerpo se acelere.
Cuando la velocidad de un cuerpo es constante o cuando un cuerpo está en reposo, se dice que está en equilibrio, en este caso la suma de las fuerzas actuando sobre el cuerpo es cero.
Concepto de fuerza
Luz H. Lasso
Ejemplos de fuerzas
Luz H. Lasso
Fuerzas de contacto Fuerzas de campo
m M
q Q
Hierro N S
La fuerza de contacto no es la fuerza de reacción al peso
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La fuerza de contacto procede de la elasticidad
Luz H. Lasso
Distintos valores de la tensión T de una cuerdaLuz H. Lasso
Sobre la pelota en rotación actúa la fuerza centrípeta, igual a la tensión de la cuerda. La pelota ejerce sobre la cuerda y, por tanto, sobre el joven una fuerza de contacto igual y de sentido contrario (fuerza centrífuga). Luz H. Lasso
Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, a menos que se le obligue a cambiar dicho estado por fuerzas que ejerzan su acción sobre él.
Un objeto en reposo permanecerá en reposo a menos que una fuerza resultante distinta de cero actúe sobre él.
Un objeto en movimiento continuará su movimiento a lo largo de una trayectoria rectilínea a velocidad constante a menos que una fuerza resultante diferente de cero actúe sobre él.
Primera ley de Newton(ley de inercia)
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•La inercia de un cuerpo es la tendencia a resistir cualquier cambio en su estado de movimiento.•La masa es una medida de la inercia de un cuerpo.•La masa se mide en kilogramos (kg).•Los objetos poseen inercia, es decir, tiene masa.
Inercia y masa
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En un marco de referencia inercial, un cuerpo que no esté sujeto a una fuerza neta permanecerá en reposo o se moverá a velocidad constante.
En un marco de referencia inercial se cumple la primera ley de Newton.
Marco de referencia inercial
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La fuerza neta, F, que actúa sobre una partícula de masa m produce una aceleración a = F/m en dirección de la fuerza neta.
Fneta m para a constante Fneta a para m constante
m0F0
m02F0
m03F0
m0
m0 m0
m0F0
m02F0
m03F0
a=a0
a=a0
a=a0
a=a0
a=2a0
a=3a0
La aceleración de un cuerpo es la misma en todos los marcos de referencia inerciales.
Segunda ley de Newton
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La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.
El peso w es la fuerza que ejerce la Tierra sobre un objeto.
w = mg
Continuación
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Si dos cuerpos interactúan, la fuerza ejercida sobre el cuerpo 1 por el cuerpo 2 es igual y opuesta a la fuerza ejercida sobre el cuerpo 2 por el cuerpo 1:
F12 = -F21
2
1
F12F21
F12 = -F21
F12
F21
Tercera ley de Newton
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Cuando las fuerzas que actúan sobre un cuerpo suman cero, se dice que está en equilibrio traslacional. Si el cuerpo está en reposo, está en equilibrio estático, mientras que si se mueve con velocidad constante, está en equilibrio dinámico.
Equilibrio
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n
n’
w
w’
n = -n’ y w = -w’
Suma de fuerzas
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Las fuerzas se representan como vectores, por lo tanto, deben sumarse como tales.
F1 F2
F3 = F1 + F2
Semáforo en reposo
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53°37°
T1T2
T3
w
T3
Diagrama de cuerpo libre del semáforo
Diagrama del nudo que une los cables
T1
T2
T3
53°37°
x
y
Caja sobre plano inclinado
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d
m
w = mg
mg cos
mg sen
a
n
y
x
Máquina de Atwood
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m1
m2
m1 m2
TT
m1g m2g
a
a
Dos objetos conectados
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m1
m2
m1
T
m1g
a
w = m2g
m2g cos
m2g sen
a
n
y
x
T
Un bloque empuja a otro
Luz H. Lasso
m1m2
F
F
w1
n1
P’
w2
n2
P
Fuerza de fricción
Luz H. Lasso
La fuerza de fricción es el resultado de la interación de un cuerpo con sus alrededores.
Si se aplica una fuerza F a un objeto sobre una superficie, la superficie ejerce una fuerza de fricción f, la cual se opone a la fuerza F. Si el cuerpo permanece en reposo, se tendrá F=f. A esta fuerza se le llama fuerza de fricción estática, fe. Cuando la fuerza F es lo suficientemente grande, el cuerpo comenzará a moverse, en este caso la fuerza de fricción será fe,max.
Ffe
w
n
Medición de e y c
Luz H. Lasso
w = mg
mg cos
mg sen
n
y
xf
Objetos conectados con fricción
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m1
m2
F
F
T
fc
m1g
n
F cos
F sen
a
m2g
T
