Monday, January 30, 2017
Más a cerca de las leyes de Newton
Las leyes de Newton
Primera ley de NewtonLa ley de inercia dice que si no actua ningún otro cuerpo sobre otro, este se moverá en una línea recta con velocidad constante.
Así, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actua ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.
En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.
Para ello primero vamos a definir una magnitud física nueva. Esta magnitud física es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir:
La Fuerza que actua sobre un cuerpo es igual a la variación temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo.
Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros tambien nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros.
Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre si, puesto que actuan sobre cuerpos distintos.
https://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html
En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.
Segunda ley de Newton
Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:
F = m a
Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:
F = m a
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
La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es válida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es válida la relación F = m · a. Vamos a generalizar la Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa.Para ello primero vamos a definir una magnitud física nueva. Esta magnitud física es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir:
p = m · v
La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kg·m/s . En términos de esta nueva magnitud física, la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera:La Fuerza que actua sobre un cuerpo es igual a la variación temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo.
Tercera ley de Newton
La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.
Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba.Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros tambien nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros.
Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre si, puesto que actuan sobre cuerpos distintos.
https://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html
Datos curiosos sobre las fuerzas de Newton
Isaac Newton:
- El cientifico iba a ser granjero ya que era la labor familiar, antes de dedicarse a la ciencia
- A los 26 años él ya era profesor de matemáticas
- Mostró interés en lateología y el miticismo
- Tres años antes de que naciera su padre Isaac murió
- De 1689 a 1690 fue políticocomo miembro del parlamento inglés, mas no aportó mucho .
- Escribió más de religión que de matemáticas y físicas
- Los primeros viajes ala luna dfueron realizados gracias a sus descubrimientos de la luz y el movimiento de los planetas.
Tuesday, January 24, 2017
Ejemplos de fuerza normal
Ejemplos de fuerza normal:
Superficie inclinada
https://www.fisicalab.com/ejercicio/867#contenidos
En el caso de que el objeto se encuentre en una superficie inclinada que forma un ángulo α con la horizontal, el peso del cuerpo no se aplica completamente sobre la superficie. El efecto del peso se puede descomponer en una fuerza paralela al plano (Px−→ ) y otra perpendicular (Py−→ ). Px−→ es la encargada de empujar el cuerpo pendiente abajo y Py−→ de empujar a la superficie. Dado que la fuerza normal es la reacción a la fuerza que se ejerce sobre la superficie, el módulo y dirección de N→ será igual que Py−→ .
Ejercicio:
Sabiendo que la fuerza normal de un cuerpo que se encuentra en un plano inclinado de 40º es de 150 N. ¿Cuál es su masa?
Datos
α = 40º
g = 9.8 m/s2
N= 150 N
g = 9.8 m/s2
N= 150 N
Resolución
N=m·g·cos(α)
Como el cuerpo no se mueve a lo largo del eje y, su aceleración ay=0 m/s2. Teniendo en cuenta esto, si calculamos la fuerza resultante en este caso:
∑Fy=m·ay ⇒N−Py=m·0 ⇒N=Py ⇒N=m·g·cos(α)
Subscribe to:
Posts (Atom)