PRIMERA LEY O LEY DE LA INERCIA.
"Todo cuerpo permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que una fuerza modifique su estado"
Esta ley lo que nos indica que cuando un cuerpo se mueve este permanecerá moviéndose de manera constante si se evitara la fricción. Por ejemplo, si sobre una superficie jabonosa se desplazara una bicicleta y después esa misma bicicleta se desplazara sobre una superficie con arena, observaríamos que en la superficie jabonosa que la velocidad es mayor en comparación de la superficie arenosa, debido a que en la primera hay menos fricción que en la segunda. Ya anteriormente Galileo había llegado a esta conjetura, diciendo que si la fricción no existiera los cuerpo se mantendría desplazándose a una velocidad constante.
Sin embargo, cuando se presenta un cambio en el movimiento de un cuerpo es porque hay un cierto grado de resistencia, a esta se le llama "INERCIA". Por ejemplo, alguna vez has experimentado que cuando te encuentras en el interior de un vehículo en movimiento que se desplaza a una cierta velocidad y este se detiene bruscamente, tu cuerpo tiende a moverse hacia adelante, este es causado por la inercia, es decir tu cuerpo tiene la misma velocidad que el vehículo en movimiento. De ahí la importancia de ponerse el cinturón de seguridad cuando viajas en un automóvil.
SEGUNDA LEY DE NEWTON
"Siempre que una fuerza no equilibrada actúa sobre un cuerpo, en la dirección de la fuerza se produce una aceleración, que es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa del cuerpo"
Esta ley lo que nos indica es que cuando a un cuerpo que se encuentra en reposo se le aplica una fuerza, este adquirirá una aceleración en la misma dirección en que se aplica la fuerza.
en términos matemáticos tenemos:
m = masa del cuerpo
a = aceleración
F = Fuerza aplicada
La unidad de medición de la fuerza esta dada en newton (N), es decir, si utilizamos únicamente las unidades esto es:
F = kg m/s2
F = Newton (N)
El newton (N) es definido como: la fuerza aplicada a un cuerpo de 1 kg de masa para que este se acelere 1 m/s2.
Otra unidad de medición es la que establece el sistema CGS que es el la dina (D), esto es:
D = g cm/s2
D = Dina (D)
También existen otras unidades que miden la fuerza como: el kilogramo-fuerza (kgF) también llamado kilopondio (kp) o la libra-fuerza (lbf)
Equivalencias.
1 N = 100 000 D
1 kilogramo-fuerza (kgF) = 9.80665 N
1 libra-fuerza = 4, 448 222 N
Ahora definamos el concepto de fuerza.
La fuerza se define como todo agente que es capaz de modificar el estado de movimiento, de reposo y deformidad de un cuerpo. Los tipos de fuerza que existen son: de contacto (por ejemplo imanes) y a distancia (ejemplo el sol y los planetas). Incluso se manejan la fuerza normal (fuerza que actúa en sentido contrario, es decir, el peso), la fuerza equilibrada (sistema de fuerzas que suelen ser iguales por lo que el movimiento es nulo o cero) y la fuerza desequilibrada (sistema de fuerzas de diferente magnitud, por lo que se produce un movimiento).
Ejemplo 1.
¿Cuál es la aceleración que le impartirá a un cuerpo de 20 kg una fuerza de 35 N?
¿Qué fuerza resultante le impartirá a un cuerpo de 12 kg una aceleración de 4 m/s2?
¿Cuál es la masa de un cuerpo que con una fuerza de 25 N se acelera a razón de 8 m/s2?
Es importante aclarar, que en la segunda Ley de Newton, la F representa una resultante o fuerza no equilibrada. Si sobre un cuerpo actúan más de una fuerza es necesario determinar la fuerza resultante a lo largo de la dirección del movimiento ya que es la causante de la aceleración. Todas las componentes de las fuerzas que son perpendiculares a la aceleración estarán equilibradas. Es decir:
Se puede escribir una ecuación similar si las componentes en y, si el eje y se eligió a lo largo de la dirección del movimiento.
PESO Y MASA
Es muy común que en la vida cotidiana la masa y el peso se manejen como sinónimos, sin embargo en términos físicos, ambos son diferentes pero estrechamente relacionados entre si.
La masa se define como la cantidad de materia que posee un cuerpo, mientras que el peso se define como la medida de la fuerza que ejerce la gravedad en un cuerpo determinado. Es decir, que la cantidad de materia que poseen los cuerpos es influenciada por la gravedad. Como observamos, nuevamente están involucradas la masa y la aceleración, por esta razón podemos decir que el peso es igual al producto entre las magnitudes antes mencionadas.
P = m g
donde:
P = peso
m = masa del cuerpo
g = aceleración gravitacional que equivale a 9.81 m/s2
El peso por tanto se mide en Newton (N).
Cabe señalar que el valor de g es únicamente para la Tierra, y que varios planetas o cuerpos celestes tienen un g propia. en la siguiente tabla se presenta el valor de g de algunos planetas de nuestro Sistema Solar.
Ejemplo 1.
¿Cuál es el peso de una persona en la tierra si su masa es de 75 kg?
Ejemplo 2.
tomando la masa de la persona del ejemplo 1, ¿Cuál sería su peso en la Luna y Júpiter?
El peso de la persona que tiene la misma cantidad de masa (75 kg), es diferente tanto en la Tierra, en la Luna y Júpiter, esto es producto de la fuerza con que son atraídas.
Ahora si aplicamos lo que hemos aprendido sobre la diferencia entre masa y peso y lo aplicamos a un situación donde este de por medio la fricción de un cuerpo que se desplaza sobre un superficie tendríamos.
ejemplo 1.
Aplicando una fuerza de 25 N se arrastra un bloque de 8 kg a través de un superficie. Sí el coeficiente de fricción es de 0.2, ¿Cuál es la aceleración del bloque?
Para practicar, realiza los siguientes ejercicios.
1. Una masa de 8 kg se encuentra bajo la acción de una fuerza resultante de a) 5 N, b) 8 N y c) 13 N. Encuentre cada una de las aceleraciones.
2. ¿Cuál es la masa de una persona en la Tierra si su peso es de 804.42 N? tomar el valor de g como 9.81 m/s2.
3. ¿Qué fuerza horizontal se necesita para jalar una caja de 12 kg con una aceleración de 2.8 m/s2, cuando la fuerza fricción que se opone al desplazamiento es de 20 N?
muy interesante
ResponderBorrarsuigue asi