dinámica 2
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LEYES DE NEWTONTRANSCRIPT
DINÁMICA
ISAAC NEWTON
MECÁNICA DE SÓLIDOS
RAMA DE LA FÍSICA QUE ESTUDIA EL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS GRANDES O PEQUEÑOS
CLÁSICA RELATIVISTA CUÁNTICA
MECÁNICACLÁSICA
-ESTUDIA EL MOVIMIENTO DE SISTEMAS MACROSCÓPICOS DE PARTÍCULAS CON VELOCIDADES INFERIORES A LA VELOCIDAD DE LA LUZ c= 3·108 m/s
SE DIVIDE EN
-MECÁNICA NEWTONIANA(LEYES DE NEWTON)
-MECÁNICA ANALÍTICA
-CINEMÁTICA
-ESTÁTICA
-DINÁMICA
DINÁMICA
Estudia el movimiento de los cuerpos considerando las causas que lo generan.
DE LA PARTÍCULA SÓLIDO RÍGIDO
TRASLACIÓN
ROTACIÓN
DINÁMICA DE LA PARTÍCULA
LINEALCIRCULAR
DINÁMICA LINEAL
FUERZA
“ES TODO AQUELLO QUE CAMBIA EL ESTADO DEREPOSO O DE MOVIMIENTO DE UN CUERPO”. Es lamagnitud vectorial que mide el grado de interacción delos cuerpos.
FUERZA GRAVITACIONAL
FUERZA ELECTROMAGNÉTICA
FUERZA NUCLEAR FUERTE
FUERZA NUCLEAR DÉBIL
INTERACCIÓN
POR CONTACTOA DISTANCIA
INTERACCIÓN POR CONTACTO
INTERACCIÓN A DISTANCIA
FUERZAS NOTABLES
FUERZAS
LA FUERZA NORMAL
LA FUERZA ELÁSTICA
EL PESO
LA FUERZA DE ROZAMIENTO
FUERZAS INTERNAS
PESO (P)
PESO
ES LA FUERZA DE ATRACCIÓNQUE EJERCE LA TIERRA SOBRELOS CUERPOS QUE SEENCUENTRAN EN SUSINMEDIACIONES. ES VARIABLE.
MASAES LA CANTIDAD DE MATERIAQUE FORMA UN CUERPO. ESCONSTANTE.
“MASA NO ES LO MISMO QUE PESO”
CARACTERÍSTICAS DEL PESO
•ES UNA FUERZA DE ATRACCIÓN ADISTANCIA.
•VECTORIALMENTE SIEMPRE APUNTA ENDIRECCIÓN HACIA EL CENTRO DE LA TIERRAES DECIR VERTICAL HACIA ABAJO.
•SI TENEMOS UN NIVEL DE REFERENCIAHORIZONTAL NOS DAREMOS CUENTA QUEES PERPENDICULAR A DICHO NIVEL.
•DEPENDE DE LA MASA Y DE LAACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD, gravedaden EL ECUADOR DE g=9.78 m/s2 y de g=9.80m/s2 EN LOS POLOS.
REPRESENTACIÓN GRÁFICA DEL PESO
ECUACIÓN PARA CALCULAR EL PESO DE UN CUERPO EN LA TIERRA
g
Pm
kg
P
g
P
g
P..........
2
2
1
1
gmP
gmP
.
. ECUACIÓN EN MAGNITUD
ECUACIÓN VECTORIAL
LA FUERZA NORMAL(N)
LA FUERZA NORMAL
ES UNA FUERZA QUE SE GENERACUANDO DOS CUERPOS ESTÁNEN CONTACTO.
CARACTERÍSTICAS DE LA FUERZA NORMAL
•LA FUERZA NORMAL ES UNAFUERZA DE CONTACTO Y DECOMPRESIÓN.
•SIEMPRE ES PERPENDICULAR A LASUPERFICIE DE CONTACTO.
•EN ALGUNAS OCASIONES ES IGUALAL PESO
“NO EXISTE NORMAL”
REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA FUERZA NORMAL
EL PESO Y LA FUERZA NORMAL EN ACCIÓN
LA FUERZA NORMAL EN VARIOS CUERPOS EN CONTACTO
FUERZA DE ROZAMIENTO (f)
LA FUERZA DE
ROZAMIENTO
ES UNA FUERZA TANGENCIALQUE ESTÁ PRESENTE ENTRE DOSSUPERFICIES DE CONTACTO YQUE SE OPONE AL MOVIMIENTORELATIVO DE UNO CONRESPECTO AL OTRO.
FUERZA DE ROZAMIENTO Y COEFICIENTE DE ROZAMIENTO
COEFICIENTE DE ROZAMIENTO (μ)
N
f
N
ftan
Nf .EL COEFICIENTE DE ROZAMIENTO MIDE ELGRADO DE ASPEREZA RELATIVA QUE EXISTEENTRE DOS SUPERFICIES EN CONTACTO
TIPOS DE FUERZA DE ROZAMIENTO
FUERZA DE ROZAMIENTO
ESTÁTICACINÉTICA
POR VISCOSIDAD POR DESLIZAMIENTO
POR RODADURA
FUERZA DE ROZAMIENTO ESTÁTICA fe
LA FUERZA DE
ROZAMIENTO ESTÁTICA
ES UNA FUERZA TANGENCIALQUE SE PRESENTA CUANDO LASSUPERFICIES EN CONTACTOTIENEN UN REPOSO RELATIVO.
FUERZA DE ROZAMIENTO ESTÁTICA
mee ff0LA FUERZA DE ROZAMIENTO ESTÁTICA LLEGAA SU MÁXIMO VALOR CUANDO HAY UNMOVIMIENTO INMINENTE.
FUERZA DE ROZAMIENTO ESTÁTICA
Nfe em .
FUERZA DE ROZAMIENTO CINÉTICA (fc)
LA FUERZA DE
ROZAMIENTO CINÉTICA
ES UNA FUERZA TANGENCIALQUE SE PRESENTA CUANDO LASSUPERFICIES EN CONTACTOTIENEN UN MOVIMIENTORELATIVO.
FUERZA DE ROZAMIENTO CINÉTICA (fc)
Nf cc .
FRICCIÓN VS. FUERZA EXTERNA
BENEFICIOS DE LA FUERZA DE ROZAMIENTO
CARACTERÍSTICAS DE LA FUERZA DE ROZAMIENTO
• Es directamente proporcional a la fuerzaNormal.
• Es una fuerza interna.
• Es aproximadamente independiente del áreade las superficies de contacto y de la velocidadrelativa de deslizamiento.
• La mayoría de materiales poseen μe y μc y secumple que μe > μc, en algunos son iguales.
• También 0≤ μ ≤1
FUERZA ELÁSTICA (Fe)
LA FUERZA ELÁSTICA
ES UN FUERZA QUE LLEVA ARESTITUIR LAS CONDICIONESINICIALES(NATURALES) DE UNCUERPO QUE HA SIDODEFORMADO.
RESORTES Y FUERZA ELÁSTICA
LEY DE HOOKE
“LA FUERZA EJERCIDA POR UN RESORTE ESDIRECTAMENTE PROPORCIONAL A SUDEFORMACIÓN”
xFe
FUERZA ELÁSTICA Y CONSTANTE DE ELASTICIDAD(K)
xkFe .
CARACTERÍSTICAS DE LA FUERZA ELÁSTICA
• Es una fuerza que se genera en cuerpos concaracterísticas no rígidas.
• El signo negativo indica el sentido contrario dela fuerza elástica frente a la deformación.
• A la Fuerza Elástica también se le llama Fuerzade Recuperación.
FUERZAS INTERNAS
FUERZAS INTERNAS
SON FUERZAS QUE SEMANIFIESTAN EN EL INTERIORDE LOS CUERPOS, CUANDOESTOS SE VEN SOMETIDOS AEFECTOS EXTERNAS.FUERZAS DEINTERACCIÓN ENTRE ÁTOMOS YENTRE MOLÉCULAS.
TENSIÓN (T)
ES UNA FUERZA DE TRACCIÓNQUE SE OPONE A LOS EFECTOSDE ESTIRAMIENTOS QUEPRETENDEN HACER FUERZASEXTERNAS QUE ACTÚAN ENLOS EXTREMOS DE DICHOSELEMENTOS.
APARECEN EN HILOS,CUERDAS, ALAMBRES, ETC.
EN CONDICIONES IDEALES LATENSIÓN TRANSMITIDA ES LAMISMA EN CUALQUIERSECCIÓN DE LA CUERDA.
COMPRESIÓN (C)ES UNA FUERZA QUE SEPRESENTA EN EL INTERIOR DEBARRAS, COLUMNAS,PUNTALES, ETC, OPONIÉNDOSEA LOS EFECTOS DEDETERMINADAS FUERZASEXTERNAS, PRETENDIENDODISMINUIR SUS DIMENSIONES.
LEYES DE NEWTON
SISTEMAS INERCIALES
LA INERCIA ES UNA PROPIEDADDE LA MATERIA QUE SEMANIFIESTA COMO LATENDENCIA A CONSERVAR ELESTADO REPOSO O EL ESTADODE MOVIMIENTO. ESCUANTIFICADA POR LA MASA.
SISTEMAS INERCIALES
LLAMAMOS ASI A AQUELLOSMARCOS DE REFERENCIACOORDENADOS QUE ESTÁN ENREPOSO O SE MUEVEN CONVELOCIDAD CONSTANTE.
PRIMERA LEY(LEY DE LA INERCIA)
“EN AUSENCIA DE LA ACCIÓN DEFUERZAS(FUERZA EXTERNA NETA), UNCUERPO EN REPOSO CONTINUARÁ ENREPOSO, Y UNO EN MOVIMIENTO SE MOVERÁEN LÍNEA RECTA Y CON VELOCIDADCONSTANTE”
PRIMERA LEY DE NEWTON
0F
0
0
0
z
y
x
F
F
F
SEGUNDA LEY DE NEWTON(LEY DE LA FUERZA)
“LA ACELERACIÓN QUE UN CUERPO ADQUIEREES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LARESULTANTE DE LAS FUERZAS QUE ACTÚANEN ÉL E INVERSAMENTE PROPORCIONAL A SUMASA”
SEGUNDA LEY DE NEWTON
amF .
zz
yy
xx
amF
amF
amF
.
.
.
UNIDADES DE LA FUERZA
m
Fa
M.K.S][
2NNEWTON
s
mKg
C.G.S ][2
dyndinas
cmg
F.P.S ][2
poundalpoundals
pielb
TÉCNICO ][)(log2
KgfKilopondiofuerzaramoKis
mutm
EQUIVALENCIAS
][45,4][1
][8,9][1
][10][1 5
Nlbf
NKgf
dynN
OBSERVACIONES A LA SEGUNDA LEY
• Si sobre un cuerpo actúan varias fuerzas, cada una genera una aceleración sobre el mismo.
• La fuerza resultante es la que genera laaceleración, pero los dos existen en modosimultáneo.
• En conclusión la Primera Ley es un casoparticular de la Segunda Ley.
TERCERA LEY(LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN)
“CUANDO DOS CUERPOS INTERACTÚAN, LAFUERZA QUE EL PRIMERO EJERCE SOBRE ELSEGUNDO (ACCIÓN), ES IGUAL A LA QUE ESTEEJERCE SOBRE EL PRIMERO (REACCIÓN), ENMÓDULO Y DIRECCIÓN PERO EN SENTIDOOPUESTO ”
TERCERA LEY DE NEWTON
1221 FFOBSERVACIÓN: Las fuerzas de acción y reacción aparecen y desaparecen simultáneamente, y por actuar en cuerpos diferentes no se anulan.
TEOREMA DE LAMI
Si un cuerpo está en equilibrio debido a laacción de tres fuerzas, éstas deberán ser:
1. Coplanares y concurrentes.
2. Una de ellas será igual pero opuesta a laresultante de las otras dos.
3. El módulo de cada fuerza será proporcional alseno del ángulo que se opone a sucorrespondiente dirección.
DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE(D.C.L)
PASOS PARA RESOLVER UN PROBLEMA EN DINÁMICA
• Se establecen los datos del problema.• Se identifica la FÍSICA DEL PROBLEMA (LEYES DE NEWTON).• Se aísla el o los cuerpos de interés.• Se dibuja el D.C.L acoplándolo con un sistema de referencia
ortogonal(plano cartesiano).• Se dibujan las fuerzas existentes y las que no coincidan con los ejes
cartesianos se las descompone.• Se plantean ecuaciones tomando en cuenta como base la Segunda
Ley de Newton en cada uno de los ejes cartesianos y se encuentranlas incógnitas requeridas.
• Si el sistema lo conforman cuerpos (partículas) interconectadosentre sí mediante cuerdas, poleas, resortes, etc., se consideraráque estos tienen masa despreciable y que no generan fricción.