Fuerza Y Movimiento -jj

Fuerza y Movimiento

CONCEPTOS GENERALES

Fuerza

“Es Es cualquier acción o influencia que al actuar sobre un cuerpo es capaz de cambiar el estado de movimiento de éste.”

Fuerza y

Isaac Newton determinó a esta como la cantidad de energía desprendida por toda masa con una aceleración.

r r ur Δv F = masa • aceleración = m • a = m • Δt • Se S puede d medir di con un dinamómetro. di ó

Dinamómetros

Unidades U dades de Fuerza ue a y

Sus unidades son derivados del producto masa por aceleración,, o sea:

ur ur m F = kg • 2 = 1 Newton ⎡⎣N ⎤⎦ s • Entonces,, el Newton es su unidad ffundamental en el Sistema Internacional, siendo 1 Newton: “La fuerza necesaria para provocar una aceleración de 1 m/s2 a un cuerpo de masa igual a 1 kg.”

Otras Unidades y

En el Sistema C.G.S., su unidad es la dina:

urr cm F = g • 2 = 1 Dina [dina] s • Kilogramo fuerza ó Kilopondio (kgf) : es aquella fuerza que imparte una aceleración gravitatoria a una masa de 1 kilogramo.

ur m F = kg • 9,8 2 = 1 kilopondio s

uur uuur ⎡Kp ó kgf ⎤ ⎣ ⎦

Recuerden... Recuerden y

Análisis Dimensional de la Fuerza:

ur r L] [ −2 F = m • a = [M] • = [M] [L ] [ T ] 2 [T ]

Conversión de Unidades ◦ 1 Newton = 1 N = 1 kg m/s2 ◦ 1 dina = 1 g cm/s2

ur cm m −3 −2 m −5 −5 1dina = 1g • 2 =10 kg • 10 2 = 10 kg 2 = 10 N s s s

1 dina = 10-5 Newton – 1 Kilopondio = 1 kp = 9,8 kg m/s2

ur m m 1kilógramo fuerza ó kilopondio = 1kg • 9,81 2 = 9,81kg • 2 = 9,81N s s

1 kilopondio = 9,8 Newton

Fuerza y y y

y

Es una magnitud derivada y VECTORIAL. Por lo tanto,, se debe indicar su módulo,, dirección y sentido. Además SIEMPRE debe indicarse su PUNTO DE APLICACIÓN. Ejemplo: Si que queremos e os que el auto de la figura figu a acelere, acele e, le podemos pode os aplicar una fuerza ( F1) de 50 newton, 0º , hacia la izquierda…

F1

Fuerza ue a y

El vector se representa con SU ORIGEN desde el CENTRO del móvil,, manteniendo todas las características del vector ya señaladas. F1

F2

• Si se aplica otra fuerza (F2) para detener el auto, de 60 newton en igual dirección pero sentido contrario, se representa así: • Como resultado EL AUTO SE MUEVE, ¿HACIA DÓNDE Ó CON CADA FUERZA?

PRINCIPIOS DE NEWTON

I Isaac Newton N t (1642 – 1727)

Primera Ley de Newton (Ley de Inercia) y

“Todo cuerpo tiende a mantener su estado, si está en reposo tenderá al reposo, y si está en movimiento rectilíneo tilí uniforme if permanecerá á en movimiento”

Condición de equilibrio de traslación El movimiento final del móvil, depende de la suma de todas las fuerzas externas que actúan sobre él (Fuerza Neta, que es una suma VECTORIAL). y O sea: uur ur uur uur uur ur ur uur uur F3 = 5N, F2 = 4N, F1 = 3,5N. F1 + F2 + F3 = y

F1

F3

F2

Fn

F neta

Entonces, el cuerpo se mueve según la Fuerza neta, neta adquiriendo una aceleración de acuerdo a su masa.

Condición de equilibrio de traslación • Si la Fuerza Neta es CERO, la aceleración es cero, y la velocidad no cambia, es CONSTANTE; por lo tanto, el movimiento puede ser: – Rectilíneo Uniforme (M.R.U.) – Reposo

ur ur F =m•a =0 uur uur ur Vf − Vi a = =0 t

La masa NUNCA es CERO, entonces la l aceleración l ió es CERO.

Fuerza ue a • Si la Fuerza Neta NO es CERO, el móvil tiene aceleración; por lo tanto tanto, el movimiento es UNIFORME VARIADO: – Uniforme if Acelerado l d (M.U.A.) ( ) – Uniforme Retardado (M.U.R.)

ur ur F =m•a ≠0 Si la aceleración ó es mayor que cero, es un M.U.A.

Si lla aceleración l ió es menor que cero, es un M.U.R.

Segunda Ley de Newton (Ley de Fundamental de la dinámica) “Si sobre un cuerpo actúa una fuerza NETA, éste adquiere una aceleración que es proporcional a dicha fuerza, e inversamente proporcional a la masa inercial del cuerpo cuerpo” y

ur ur F =m•a * Es válida cuando sólo es constante

Tercera Ley de Newton (Principio de Acción y Reacción) y

“Si un cuerpo A ejerce una fuerza (acción) sobre otro cuerpo p B,, éste realiza sobre A otra fuerza f (reacción) igual y de sentido contrario. ”

uuur uuur FAB = − FBA Ambas A b ti tienen iiguall módulo ód l y di dirección, ió pero sentido tid opuesto. (son vectores opuestos) C Como las l ffuerzas actúan ú sobre b cuerpos diferentes, NO se anulan.

1

2

F12

F21

m1 a1

m2 a2

Segunda Ley de Newton (Ley de Fundamental de la dinámica) “Si sobre un cuerpo actúa una fuerza NETA, éste adquiere una aceleración que es proporcional a dicha fuerza, e inversamente proporcional a la masa inercial del cuerpo cuerpo” y

ur ur F =m•a * Es válida cuando sólo es constante

Segunda Ley de Newton (Ley de Fundamental de la dinámica) “Si sobre un cuerpo actúa una fuerza NETA, éste adquiere una aceleración que es proporcional a dicha fuerza, e inversamente proporcional a la masa inercial del cuerpo cuerpo” y

ur ur F =m•a * Es válida cuando sólo es constante

Segunda Ley de Newton (Ley de Fundamental de la dinámica) “Si sobre un cuerpo actúa una fuerza NETA, éste adquiere una aceleración que es proporcional a dicha fuerza, e inversamente proporcional a la masa inercial del cuerpo cuerpo” y

ur ur F =m•a * Es válida cuando sólo es constante