Leyes de newton

Primera ley de Newton o Ley de Inercia

Considere un cuerpo sobre el cual no actúe alguna fuerza neta. Si el cuerpo está en reposo, permanecerá en reposo. Si el cuerpo está moviéndose a velocidad constante, continuara haciéndolo así.

Es decir, si un cuerpo está en reposo, o si se mueve en línea recta y con velocidad constante, es porque sobre el no está actuando fuerza alguna, es decir que las fuerzas que actúan se anulan unas a otras o sea se hacen cero. De lo contrario si ves un cuerpo que se acelera, se frena o que su trayectoria no es recta, puedes asegurar que sobre el actúa una fuerza neta.

Hacen falta fuerzas para cambiar el estado natural de un cuerpo, que es el de reposo o el de movimiento uniforme rectilíneo. Por esta razón a esta primera ley se le conoce también como "ley de inercia". La inercia es la tendencia de un cuerpo a seguir como está. Si vas en un camión y este se detiene, tú tiendes a irte para adelante, a seguir el movimiento que llevas, no hay una fuerza que te empuje al frente, si no que el camión frenó y tú seguiste el movimiento.

Segunda ley de Isaac Newton

Newton demostró que hay una relación directa entre la fuerza aplicada y la aceleración resultante, además probo que la aceleración disminuye con la inercia ola masa ,Si tenemos un cuerpo de masa conocida y sabemos la fuerza neta que actúa sobre el podremos saber con facilidad la aceleración.

Newton se dio cuenta que la aceleración de los cuerpos era n la clave, por lo cual decidió formular la siguiente ecuación:

EF= m.a esta es la ecuación "EF" es la suma de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, "m" es la masa del cuerpo y "a" es la aceleración que tiene dicho cuerpo. Donde la aceleración es una magnitud que es directamente proporcional a la suma de "EF", La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea,

1 N = 1 Kg · 1 m/s2

A la gran conclusión que llego newton es que el efecto que una fuerza tenga sobre un cuerpo depende de su masa; a mayor masa menor aceleración y a menor masa mayor será la aceleración resultante.

Para poder empezar a tener una aplicación de esta ley, debemos de tener muy en cuenta los siguientes conceptos, ya que estos nos ayudaran a poder resolver los problemas planteados dentro de las tres leyes de newton,

Movimiento

Si la fuerza total que actúa sobre un cuerpo es nula, la cantidad de movimiento del cuerpo permanece constante en el tiempo.

Fuerza

Fuerza es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo, o de producir una deformación.

Aceleración

Se define la aceleración como la relación entre la variación o cambio de velocidad de un móvil y el tiempo transcurrido en dicho cambio: a=V-Vo/t

Donde "a" es la aceleración, "v" la velocidad final, "Vo" la velocidad inicial y "t" el tiempo.

Para que nos quede más claro lo que es la segunda ley y que es lo que tiende a lograr daremos un ejemplo:

  Se patea una pelota con una fuerza de 1,2 N y adquiere una aceleración de 3 m/s2, ¿cuál es la masa de la pelota?

  

Datos:

F = 1,2 N

a = 3 m/s2

m = 0.4 kg

Como sabemos la segunda ley de Newton es una de las leyes básicas de la mecánica se utiliza en el análisis de los movimientos próximos a la superficie de la tierra y también en el estudio de los cuerpos celestes.

Tercera ley de Newton

Esta ley nos habla de cómo interactúan los cuerpos. Por ejemplo cuando nosotros presionamos con el dedo un bloque en el suelo, el bloque oprime simultáneamente el dedo en la dirección contraria. A este hecho se le denomina interacción; entonces, las fuerzas que aparecen durante la interacción sobre cada uno de los cuerpos son las acciones mutuas entre ellos.(Hecht: 2007.)

En general, si un cuerpo actúa sobre otro, este último actúa sobre el primero de una manera definida que se puede expresar:

"cuando dos cuerpos ejercen fuerzas mutuas entre sí, las dos fuerzas son siempre de igual magnitud y de dirección opuesta. Es decir, que las acciones mutuas entre dos cuerpos son siempre iguales entre si y dirigidas en sentidos contrarios".

Conclusión

"Las tres leyes del movimiento de Newton" se enuncian abajo en palabras modernas: como hemos visto todas necesitan un poco de explicación.

1.- En ausencia de fuerzas, un objeto ("cuerpo") en descanso seguirá en descanso, y un cuerpo moviéndose a una velocidad constante en línea recta, lo continuará haciendo indefinidamente.

2.- Cuando se aplica una fuerza a un objeto, se acelera. La aceleración es en dirección a la fuerza y proporcional a su intensidad y es inversamente proporcional a la masa que se mueve: a = k(F/m)donde k es algún número, dependiendo de las unidades en que se midan F, m y a. Con unidades correctas (volveremos a ver esto), k = 1 dando a = F/m ó en la forma en que se encuentra normalmente en los libros de texto F = m a De forma más precisa, deberíamos escribir F = ma siendo F y a vectores en la misma dirección. No obstante, cuando se sobreentiende una dirección única, se puede usar la forma simple.

3.- "La ley de la reacción" enunciada algunas veces como que "para cada acción existe una reacción igual y opuesta". En términos más explícitos:

"Las fuerzas son siempre producidas en pares, con direcciones opuestas y magnitudes iguales. Si el cuerpo nº 1 actúa con una fuerza F sobre el cuerpo nº 2, entonces el cuerpo nº 2 actúa sobre el cuerpo nº 1 con una fuerza de igual intensidad y dirección opuesta."

Bibliografía

Alonso, Marcelo. Y Rojo, Onofre. (1989). Física, mecánica y termodinámica. México, sitesa.

Bueche, Frederick. (1989). Física para estudiantes de ciencias e ingeniería. México, Mc graw hill.

González, Víctor. Y Casillas, Enrique. (2000). Física 1. México, Progreso S.A.

Gutiérrez, Carlos. Y Cepeda, Martha. (2008). Física 1. México D.F. Larousse.

Hecht, Eugene. (2007). Física general. México, Mc Graw Hill.

Noreña, Francisco y Tonda, Juan. (1995). Física 1 para segudno año. México D.F. Cfe.

Resnick, Robert. (2000). Física. México, CECSA.

Rodríguez, Lombrado. (1985). Fundamentos de Física1. México D.F. Mc Graw Hill.

Tambutti, Romilio. (1994). Física 1 segundo grado. México, Limusa.

Tippens, Paul. (2001). Física conceptos y aplicaciones. Chile, Mc Graw Hill.



 RESUELVA EL TEST DE LO APRENDIDO :
http://www.daypo.com/test-leyes-newton-8.html

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME (MCU y MCUV)

Una partícula tiene movimiento circular cuando gira alrededor de un eje, describiendo la trayectoria de una circunferencia, es lo mismo que hace una piedra cuando está girando atada por un hilo, si además tenemos  que la magnitud del valor de velocidad no varía; entonces, el movimiento es uniforme.

Cuando observamos una partícula girando con MCU, al tiempo que la partícula tarda en dar un giro completo se le denomina período y se representa con la letra T; pero, al número de vueltas que da por unidad de tiempo, se le denomina frecuencia y se representa con una f; estos dos conceptos se relacionan así:

 f =  1 

                 T           

f= Frecuencia, es el número de vueltas por segundo. Se mide en Hz. (1/s = Hz  (hertz)

T= Período, es el tiempo en dar una vuelta. Se mide en s.

El cálculo de la velocidad  con que viajaría si fuera soltada (velocidad tangencial) se hace con:

V= (2.¶. r)  o  V= (2.¶. r. f)        

    T                           

r= radio, se mide en m 

V= Velocidad tangencial lineal, se mide en m/s.

T= Período, se mide en s.

f= Frecuencia, se mide en Hz.

¶ = Pi, lo usaremos como 3,14.

Formulas del MCU

Formulas del MCUV

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Ejercicios:

Repacemos un poco lo que hemos visto hasta hoy ( formularios)

PLANTEAMIENTS DE PROBLEMAS CON GRAFICAS

En este tipo de planteamiento contara de 2 partes:
1. Gráfica
2. Analítica
Las gráficas se darán según el planteamiento del problema y su respuesta sera dada por el área debajo de la pintada que estará bajo la resultante.
 A continuación las gráficas del MRU y MRUA:
MRU:

MRUA

MOVIMIENTO EN 2 DIMENSIONES: Movimiento parabolico

MOVIMIENTO EN 2 DIMENSIONES CON ACELARACION UNIFORME

este tipo de movimiento se puede presentar de forma rectilínea, curvilínea o en un desplazamiento variado, tener combinaciones de ambos. el movimiento en dos dimensiones, por lo general, se representara en un plano horizontal o inclinado. en un movimiento de tiro parabólico podemos considerar un movimiento en un plano vertical

Movimiento libre de proyectiles

Cualquier objeto que sea lanzado en el aire con una velocidad inicial  de dirección arbitraria, se mueve describiendo una trayectoria curva en un plano. Un proyectil es un objeto al cual se ha comunicado una velocidad inicial y se ha dejado en libertad para que realice un movimiento bajo la acción de la gravedad. Los proyectiles que están cerca de la Tierra siguen una trayectoria curva muy simple que se conoce como parábola. Para describir el movimiento es útil separarlo en sus componentes horizontal y vertical.         

Por eso es importante explicar el movimiento de un proyectil como resultado de la superposición de un movimiento rectilíneo uniforme y uno uniformemente variado, estableciendo las ecuaciones de la curva representativa, tiempo de vuelo, tiempo máximo, altura máxima, alcance máximo, velocidad y coordenadas de posición en el plano.

tiros parabólicos horizontal y oblicuo

el tiro parabólico también es conocido como  movimiento de proyectiles en el que los objetos solo son acelerados por la gravedad. al considerar el desplazamiento en un plano vertical, con un movimiento vertical afectado por la gravedad y otro horizontal con velocidad constante, y otro vertical (que es acelerado debido a la acción de la gravedad, es decir, un movimiento con aceleración constante.

entre movimientos parabólicos se encuentra el horizontal, el cual se presenta cuando un objeto es lanzado con un ángulo de 90° respecto al eje de la aceleración gravitatoria, o que mide 0° respecto a la horizontal, y el oblicuo que se presenta cuando el objeto es lanzado con un ángulo diferente de 0, 90 o 180 respecto a la horizontal.

el eje “x” la velocidad constante será vx= v cos θ, donde el ángulo θ está referido al eje “x”.

las fórmulas utilizadas para calcular el movimiento horizontal uniforme y el movimiento vertical o de caída libre, son las mismas que se utilizan aquí, con la diferencia de que al determinar la velocidad del objeto en cualquier momento, se determina su magnitud con las velocidades que se tengan en cada eje con el teorema de pitágoras: v= √vx²+vy², indicando la dirección y el sentido con los signos de cada componente y determinado el ángulo de inclinación de la velocidad resultante con la función trigonométrica de tangente, quedando la fórmula:

                                                    θ= arctan [vy/ vx]   

                                     

                                                                                       

EJEMPLO:

Una pelota de béisbol es lanzada con una velocidad inicial de 5 m / seg y un ángulo de elevación de 60 º con la horizontal.Calcule el tiempo de vuelo, la altura máxima y el alcance máximo.

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