“tipos de fuerzas & leyes de newton”. clase 1 y 2 editado por: juan manuel pinto c.-

“Tipos de Fuerzas & leyes de Newton”.

CLASE 1 y 2 Editado por: Juan Manuel Pinto C.-

Fuerzas

¿ COMO LO REPRESENTAMOS ?

• Dado que las fuerzas tienen:– DIRECCIÓN– SENTIDO– INTENSIDAD– PUNTO DE APLICACIÓN

Las representamos con flechas, que las denominamos

dirección

sentido

punto de aplicación

intensidad

VECTORESVECTORES

PUEDEN ACTUAR:

• Por contacto • A distancia

La atracción entre la Tierra y la luna...

Es un ejemplo de

fuerza que actúa

A DISTANCIA

Tocar el timbre...

son ejemplos son ejemplos de fuerzas de fuerzas que actúanque actúan

POR POR CONTACTOCONTACTO

o golpear la o golpear la

pelotapelota......

Las fuerzas actúan por parejas

• Cuando tocamos el timbre...

fuerza de acción

fuerza de reacción: nos deforma el dedo

O cuando se lanza O cuando se lanza un cohete.un cohete.

fuerza de acción

fuerza de reacción: impulsa el cohete

Medimos las fuerzas

• La unidad de medida es el NEWTON

N40 kg

400 N

La Tierra atrae el objeto con una fuerza de 400 N porque la gravedad aquí vale 10 N/kg.

Las fuerzas Las fuerzas se miden con se miden con elel DINAMÒMETRODINAMÒMETRO

El peso es una fuerza

• Se calcula multiplicando la masa por la gravedad:

Peso = m · g

El peso es la El peso es la fuerza con la fuerza con la que la Tierra que la Tierra atrae a los atrae a los cuerpos.cuerpos.

La gravedad en La gravedad en la Tierra vale la Tierra vale 10 N/kg10 N/kg..

2 kg

Peso = 20 N

DIFERENCIAS ENTRE MASA Y PESO

MASA PESO

-Magnitud vectorial-Magnitud escalar

-Se mide con una balanza (en el S.I. en kg)

-Es invariable

-Magnitud escalar

-Se mide con una balanza (en el S.I. en kg)

-Es invariable

-Se mide con el dinamómetro (en el S.I. en N por ser una fuerza)

-Se mide con el dinamómetro (en el S.I. en N por ser una fuerza)

-Es variable porque depende del lugar de universo en el que esté el cuerpo

-Es variable porque depende del lugar de universo en el que esté el cuerpo

Recuerda:

• Las fuerzas causan ...

• Las fuerzas cambian ...

deformacionesdeformaciones

el movimiento de los el movimiento de los cuerposcuerpos

¿ QUÈ HACEN LAS FUERZAS ?

• Causan deformaciones

el corcho, que estaba quieto, sale “disparado”

el dedo hace que la plastilina cambie de forma

Cambian el estado Cambian el estado de movimiento de de movimiento de los cuerposlos cuerpos

Por ejemplo:

¿Cambio de movimiento o deformación?

Recuerda:• Las fuerzas actúan por

parejas (siempre).

La mujer no cae porque el hombre hace una fuerza.

El hombre no cae porque la mujer hace una fuerza.

La mujer no cae porque la silla hace una fuerza.

La silla se deforma porque la mujer hace una fuerza.

Las dos fuerzas son iguales y de sentido

contrario.

Esta fuerza es su peso (en Newton)

Las dos fuerzas actúan sobre

cuerpos diferentes.

Las fuerzas se pueden sumar

• Cuando sobre un cuerpo actúa más de una fuerza, las podemos sumar.

• La suma de todas las fuerzas es la fuerza resultante.

500 N

450 N 450 + 500 = 950 N

5,5 N 5,5 N

¿Cuanto vale la fuerza resultante?

5,5 N3 N 2,5 N

5,5 N

5,5 N

3,4 N

3,2 N

LAS FUERZASLAS FUERZAS

causan deformacion

es

causan deformacion

es

Cambian el movimientoCambian el movimiento dinamómetrodinamómetro

Se miden con el dinamómetro

por contacto

por contacto

a distanciaa distancia

Actúan

por parejas

por parejas

Pero siempre

VECTORESVECTORES

Se representan

con

sumarsumar

fuerza resultan

te

fuerza resultan

te

Se pueden

Y se obtiene la

Isaac Newton (1642-1727)

• Estudió el efecto de las fuerzas sobre los cuerpos.

• Resumió sus conclusiones en tres leyes:

Primera ley de Newton:

• Si sobre un cuerpo:– No actúa ninguna fuerza – O bien todas las fuerzas se

anulan, entre ellas.

Fuerza que hace la mesa (reacción)

Peso (acción)

Entonces este Entonces este cuerpo:cuerpo:– No se mueve No se mueve – O bien lo hace con O bien lo hace con

velocidad velocidad constante.constante.

• Que todo cuerpo continúa en estado de reposo o en movimiento rectilíneo uniforme mientras no haya ninguna fuerza externa que lo modifique.

• La tendencia que tienen los objetos de mantener su estado de movimiento se la llama inercia.

• La inercia es afectada por la masa directamente, a mayor masa, mayor inercia.

Segunda ley de Newton:

• Si sobre un cuerpo actúa una fuerza resultante, entonces– La velocidad del cuerpo varía,

es decir, aparece una aceleración.

– El valor de esta aceleración depènde de la masa del cuerpo

• La relación es:

F = m · a

m = 1.000 kg

m = 4.000 kg

a = 2 m/s2

a = 0,5 m/s2

F = 2.000 N

2° Ley de Newton: relación entre fuerza y aceleración (F= m · a)

• "La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza aplicada e inversamente proporcional a la masa del cuerpo".

Esta ley se resume en la ecuación: F = m · a

(a = aceleración; F = fuerza; m = masa)

Tercera ley de Newton:

• Siempre que sobre un cuerpo actúa una fuerza, este hace otra igual y de sentido contrario.

La mujer no cae porque el hombre hace una fuerza.

El hombre no cae porque la mujer hace una fuerza.

En estas parejas de fuerzas se puede distinguir una fuerza que actúa sobre un objeto y otra que es la respuesta de ese objeto a la fuerza que siente. Se les llama fuerza de acción y fuerza de reacción.

• Para cada acción existe siempre una reacción igual pero en sentido opuesto.

Fuerza de acción y reacción

CONSECUENCIAS DE LAS LEYES DE NEWTONINERCIA.— Es una propiedad que tienen los cuerpos de oponerse a cualquier cambio en su estado de reposo o movimiento

La medida cuantitativa de la inercia de un cuerpo es la MASA INERCIAL

NEWTON.—Es la fuerza que actuando sobre un kilogramo de masa le produce una aceleración de 1 m/s2

Isaac Newton

1N = 1kg x 1m/s2

PESO.—Es la fuerza con que la Tierra atrae a los cuerpos

Es una magnitud vectorial cuyo módulo es:

La dirección es vertical; el sentido, hacia abajo y el punto de aplicación se llama centro de masas o de gravedad.

|P | = m |g ||P | = m |g | P P

PROBLEMASPROBLEMAS PROBLEMASPROBLEMAS

1. ¿Qué aceleración adquiere un cuerpo de 10 Kg. de masa si sobre él actúa una fuerza de 15 newton?

2. ¿Qué fuerza debe ejercerse sobre un cuerpo de 18 g de masa para que se acelere razón 2m /seg2?

3. Una fuerza de 57 newton actúa sobre un cuerpo y éste se acelera a razón de 3m/seg2. ¿Cuál es la masa del cuerpo y cuánto se aceleraría si la fuerza aplicada fuera de 3,6 newton?

GAVITROPISMO

• Es una respuesta de la planta ante la gravedad. Las raíces se desarrollan hacia el interior de tierra, facilitándose así, la captación de nutrientes (agua y sales minerales) por su parte.

• Es una variedad de tropismo, y como tal, refleja una respuesta de la planta ante la presencia de un determinado estímulo. En este caso, el estímulo sería la acción de la gravedad, y la respuesta se manifestaría en los posibles cambios de dirección que experimente la raíz de la misma.

CAIDA LIBRE

• Es el movimiento vertical que realizan los cuerpos en el vacío.• ¿Por qué en el vacío? porque si un cuerpo es soltado en un

medio como por ejemplo el aire, éste se opone al libre movimiento del cuerpo y por consiguiente, el movimiento no sería de caída libre.

ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD (g)

Es aquella aceleración con la cual caen los cuerpos. Su valor depende íntegramente del lugar en que se tome.

g= 9,8 m/s2 APROX 10m/s2FÓRMULAS DE CAÍDA LIBRE

Puesto que el movimiento de caída libre es un caso particular del M.R.U.V.; las fórmulas serán las mismas,

con la diferencia de que la aceleración ya es conocida (g).

g= 10 m/s2 v0= 0 m/s (lo dejo caer, no lo empujo)

vf= g.t h = g. t2 /2