Leyes de Newton

1. Leyes de Newton

2. a2 a1 F1 Si se duplica la fuerza, se duplica la aceleración F2 • La aceleración producida en un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza aplicada: a a1 es el llamado segundo principio de la dinámica o segunda ley de Newton a2 F1 F2 F Las aceleraciones de un cuerpo son proporcionales a las fuerzas que las producen 2°Ley de Newton • La fuerza causa un cambio de velocidad de los cuerpos, es decir, produce una aceleración • Cuanto mayor es la fuerza, mayor es el cambio de velocidad, y por tanto mayor es la aceleración • La constante k es característica de cada cuerpo y se llama masa inercialm

3. Problema Una persona tiene una masa de 70 kg. ¿Cuánto pesa la persona cuando el ascensor está detenido o cuando sube o baja con rapidez constante de 3 m/s? Si el ascensor comienza a bajar con aceleración constante de valor 2 m/s2, ¿como es la lectura en la balanza respecto a la del caso de la figura? Si el ascensor comienza a subir con aceleración constante de valor 2 m/s2, ¿como es la lectura en la balanza respecto a la del caso de la figura?

4. ¿Cuánto pesaría la persona si el cable por razones que se ignoran se corta?

5. ¿Qué tienen en común los siguientes dibujos?

6. Ejercicio: Considere el sistema, constituido por los bloques A y B que que se muestra en la fig, y sean mA= 4 kg y mB=6 kg. Este conjunto está sometido a la acción de una fuerza externa F de valor 12 N, y se desplaza sobre una superficie horizontal sin fricción. El cordón que une a los bloques tiene masa despreciable. a) Determinar la aceleración del sistema de cuerpos. b) Calcule la tensión en cordón que une a ambas cuerpos.

7. Ejercicio: Dos cuerpos de masa m1=2,1 kg y m2=2 kg, están unidos por un cordón que pasa por una polea (ver fig.). Los cuerpos, inicialmente en reposo, son soltados desde una misma altura. Considere despreciables las fricciones y las masas del cordón y de la polea. a) Determine la magnitud, la dirección y el sentido de las aceleraciones a1 y a2 de las masas m1 y m2. b) ¿Después de cuánto tiempo de ser soltadas, la distancia entre las masas será igual a 1,5 m? m1 c)¿Cuál es la magnitud de la tensión del cordón que une a las masas? m2

8. Ejercicio: La figura muestra un bloque a de masa mA sobre una mesa horizontal lisa, conectado mediante una cuerda delgada que pasa sobre una polea hacia un segundo bloque B de masa mB, que cuelga verticalmente. Encontrar fórmulas para la aceleración del sistema y para la tensión en la cuerda.

9. Ejercicio: Si el sistema se libera en cierto instante, determine la aceleración y la tensión en la cuerda. Suponga que no hay fricción en la superficie, como también no hay fricción en el aire.

10. Discusión Los sistemas que se muestran en la figura están en equilibrio y los dinamómetros están calibrados en newton, calcule la lectura de estos instrumentos. (desprécielas masas de las poleas y cuerdas y suponga que el plano inclinado es sin fricción)

11. Fuerza Roce

13. Desafío • Dos cuerpos A y B de masas mA= 2 kg y mB= 3 kg unidos por un cordón de masa • despreciable, se deslizan sin fricción a lo largo de una rampa. • ¿Cuál es la aceleración del sistema constituido por A y B? • ¿Cuál es el valor de la tensión en el cordón que une los dos cuerpos? • Conteste las mismas preguntas anteriores, pero ahora • suponga ahora que los coeficientes de roce cinético entre los cuerpos A y B y la rampa fueran, respectivamente, μA=0,1 y μB=0,4 B A 3 m 4 m

14. Ley de acción y reacción

16. Definición del sistema Cuando la manzana tira de la naranja, la naranja acelera. Al mismo tiempo la naranja tira de la manzana ¿Se anulan las fuerzas? Cuando la naranja es el sistema (dentro de la línea interrumpida) actúa sobre ella una fuerza externa que proporciona la manzana. Las fuerzas de acción y de reacción no se anulan, y el sistema acelera. Cuando tanto la manzana como la naranja, forman el sistema (ambas dentro de la línea interrumpida) no actúa fuerza externa sobre él. La acción y la reacción están dentro del sistema y sí se anulan.

17. Ejemplo Tres bloques de igual masa se ubican sobre una superficie rugosa. Se aplica una fuerza horizontal F, que produce una aceleración. F 1 2 3 a) ¿Las tensiones son fuerzas internas o externas? b) ¿Las tensiones son de igual valor en las cuerdas?

18. Ejercicio :- Dos bloques están en contacto sobre una mesa carente de fricción. Se aplica una fuerza horizontal a un bloque, como se muestra en la figura. (a) Si m1 = 7 [kg], m2 = 5 [kg], y F = 6 [N], hallar la fuerza de contacto entre los dos bloques.

19. Revisando conceptos ¿Hacia dónde se mueve el cuerpo? ¿Hacia dónde se mueve el cuerpo?

20. Revisando conceptos El bloque se mueve hacia la derecha. Si actúa una fuerza de roce cinético. ¿Qué sucederá con el movimiento del cuerpo.

21. Ejercicio • Un bloque de 2 kg se mantiene en equilibrio sobre una pendiente • de un ángulo 60° por una fuerza horizontal F aplicada en la • dirección que se muestra en la figura. Si el coeficiente de fricción • estática entre el bloque y la pendiente es 0,3 , determine • El valor mínimo de F y • La fuerza normal de la pendiente sobre el bloque.