segunda ley de newton

"DIOS NO JUEGA A LOS DADOS". ALBERT EINSTEIN

Competencias a Desarrollar

Comprender la segunda ley de Newton


Realizar diagramas de cuerpo libre.

Interpretar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo.Formular y resolver problemas aplicados a la vida diaria sobre la 2ª. ley de Newton.


M

a

21 FFFneta

2F

1F

Realice el siguiente ejemplo en su cuaderno https://www.youtube.com/watch?v=1BGub9Sqn5g


M 1F 1a

M 12 2FF 12 2aa

M13 3FF

13 3aa

ConclusiónSi la masa permanece constante, entonces al aumentar la fuerza, aumenta en la misma proporción su aceleración.


Significa: «Que la fuerza y la aceleración son magnitudes directamente proporcionales, cuando la masa permanece constante»

Algebraicamente esta conclusión es:Cuando dos magnitudes son directamente proporcionales, sus cocientes son constantes:


KaF

aF

aF

aF

n

n ...3

3

2

2

1

1 Ka

F

Graficamente la relación Fuerza y Aceleración.

F(N)F(N)

a(m/s²)a(m/s²)

1F 2F 3F 4F

4a

3a

2a

1a

Ka

F


m₁1F 1a

m₂=2m₁1F 2a

m₃=3m₁1F 3a

21

2aa

31

3aa

ConclusiónSi la fuerza permanece constante, entonces al aumentar la masa, disminuye su aceleración.


Significa: «Que la masa y la aceleración son magnitudes inversamente proporcionales, cuando la fuerza permanece constante»

Algebraicamente esta conclusión es:Cuando dos magnitudes son inversamente proporcionales, sus productos son constantes:


11 am

Kma 22 am kam ...33

Graficamente la relación Masa y Aceleración.

m(kg)m(kg)

a(m/s²)a(m/s²)

1m

1a

2a

3a

4akma

2m 3m 4m

Conclusión GeneralLa aceleración que experimenta un cuerpo cuando sobre él actúa una fuerza neta, es directamente proporcional a la fuerza, e inversamente proporcional a su masa y dirigida a lo largo de la línea de acción de la fuerza


Algebraicamente, tenemos:


Kma

Ka

F kg

smskgm

2

2

//

Nsmkg 2/

maF 2ª. Ley de Newton


Ejemplo aplicado a la Vida RealUn automóvil cuya masa es 1000kg se mueve con velocidad constante de 54km/h y se detiene después de 10 segundos de avanzar por una vía recta. ¿Qué fuerza neta actúa sobre el cuerpo.


?NetaF

soluciónkgm 1000 hkmvi /54 st f 10

sms

hkmm

hkmvi /15

36001

1100054

Para hallar la fuerza neta tomamos la 2ª. Ley de Newton:

maF


Conozco masa y desconozco aceleración y fuerza neta. Pero puedo deducir del problema que la velocidad final es cero, porque llega al reposo y el tiempo inicial es cero.

if

if

ttvv

a

Como es un movimiento uniformemente acelerado, tomo la ecuación de aceleración:

osssmsma

10

/15/0 2/5.1 sma


El signo negativo significa que el auto desacelera; ya que debe frenar para llegar al reposo.

maFneta

Ahora si retomo la 2ª. Ley de Newton y reemplazo

)/5.1)(1000( 2smkgFneta

NFneta 1500


a) El peso de los Cuerpos

El peso de un cuerpo se relaciona con su masa y depende de la gravedad entre los cuerpos.¿Dónde pesa más un cuerpo: en la tierra o en la luna?

mgW


Encontrar:

a) El peso de un cuerpo de 100kg en la tierra y en la lunab) La masa de un cuerpo en la tierra y en la luna, si pesa en la tierra 1000N.

mgW


Fuerza de Rozamiento o Fricción

Es cuando un cuerpo que se desplaza sobre una superficie o sobre otro cuerpo, este experimenta una fuerza de sentido contrario a su movimiento.



En este caso entre el plano inclinado y el cuerpo se ejerce una fuerza de rozamiento para sostener el cuerpo en reposo

Esta fuerza de rozamiento se llama estático



La fuerza de rozamiento estático máximo (Fᵣₑ ) se llega cuando el cuerpo empieza a moverse

NFreF



La Fᵣₑ máxima es proporcional a la fuerza que se ejercen mutuamente las superficies en la dirección perpendicular a ellas.

Nere FF

:reF

:e

:NF

Fuerza de Rozamiento EstáticoCoeficiente de Rozamiento EstáticoFuerza Normal



En este caso; la fuerza de rozamiento no alcanza a sostener el cuerpo y empieza a moverse

Esta fuerza de rozamiento se llama cinético (Fᵣc)



La Fuerza de rozamiento cinético es directamente proporcional a la fuerza normal.

Ncrcinético FF

:rcF

:c

:NF

Fuerza de Rozamiento cinéticoCoeficiente de Rozamiento cinéticoFuerza Normal


Ejemplo 1 aplicado a la Vida RealSobre una caja de masa de 8Kg se aplica una fuerza de 80N que forma con la horizontal un ángulo de 30° y este se desliza sobre una superficie plana. El coeficiente de rozamiento cinético entre el bloque y la superficie es de 0,2. Determinar la aceleración con lo cual se mueve el objeto.


1) Diagrama de fuerzas

030cosFFx

030senFFy

87.080 NFx

NFx 28.69

5.080 NFy

NFy 40

mgW 2/8.98 smKgW

NW 4.78

NF

rcF


AnalisisNo conocemos la componente en x de la fuerza de rozamiento ni la componente en y de la fuerza normal. Además, como el cuerpo permanece en contacto con la superficie sobre la cual se desliza, la componente en y de la fuerza neta es igual a cero.


2) Hallamos la fuerza neta horizontal

NFx 28.69rcF

netaxrcx FFFF :

maNFrc 28.69

Por definición de la 2ª. Ley de Newton


2) Hallamos la fuerza neta en el eje vertical

NFy 40

NW 4.78

NF

0: WFFF yNy

0404.78 NNFN NFN 4.118


Ahora tenemos dos ecuaciones

Desconozco Fuerza de rozamiento y aceleración. Utilizo la expresión para hallar fuerza de rozamiento:

maNFrc 28.69

NFN 4.118

Ncrc FF


NFrc 4.1182.0

Conozco: NFN 4.118 2.0c

Reemplazando:

NFrc 68.23


Ahora en la siguiente ecuación reemplazo fuerza de rozamiento y la masa y despejo a

maNFrc 28.69

akgNN 828.6968.23

KgNa

86.45

Kg

smKga8

/6.45 2 2/7.5 sma

La aceleración de la caja es de 5,7metros por segundo cuadrado


RESOLVER EL TALLER DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON

Deberá presentar la evaluación de la sección: verifica conceptos de los ítems del 1 al 11 del texto HIPERTEXTO SANTILLANA 1 PARTE en las pags. 127 y 128


Ejemplo 2 aplicado a la Vida Real

Observar y presentar los problema del link:

https://www.youtube.com/watch?v=FkPuEokNfT8https://www.youtube.com/watch?v=MvDSIk8foqIhttps://www.youtube.com/watch?v=X00rwJOuCyEhttps://www.youtube.com/watch?v=GHkNeFng4EI

https://www.youtube.com/watch?v=X00rwJOuCyE

TRABAJO APLICADO PARA PRESENTAR

De acuerdo al siguiente video https://www.youtube.com/watch?v=NqQTjm9TaB8 Realizar un video donde se demuestre la segunda ley de Newton


https://www.youtube.com/watch?v=NqQTjm9TaB8

https://www.youtube.com/watch?v=NqQTjm9TaB8

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