física i curso 2020 primer semestre - turno b · resumen de la clase anterior 1) fuerzas no...
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Física I
Curso 2020
Primer semestre - Turno B
Prof.: Dr. Diego RosalesClase 5
Página de la cátedra:http://www.ing.unlp.edu.ar/catedras/F0303
Página personal con las teorías:https://diegorosalesphys.wordpress.com/
Resumen de la clase anterior
1) Fuerzas no constantes:
Ley de Gravitación Universal
Ley de Hooke
2) Fuerza de roce estática y dinámica.
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Dos situaciones posibles:
12
13
Analicemos qué ocurre con la componente horizontal de la fuerza de contacto
Fuerza de roce estática máxima
Fuerza de roce cinética
reposo movimiento
Resultadoempírico
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Algunos valores de coeficientes de roce
Superficies
Madera sobremadera
0.25 -0.5 0.2
Vidrio sobrevidrio
0.9-1 0.4
Acero sobreacero (limpio)
0.6 0.6
Acero sobreacero
(lubricado)
0.09 0.05
Goma contraasfalto seco
1-2 0.5-0.8
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¿Cómo medir ?
Ejemplo: El bloque de la figura está en reposo sobre una superficie que puede inclinarse en forma controlada. El ángulo de inclinación comienza a aumentar, hasta que en el bloque comienza a deslizar. ¿Cuánto vale el coeficiente de fricción estática entre el bloque y el plano?
Justo antes de que el bloque comience a deslizar, el ángulo toma el valor especial y la toma su máximo valor, es decir:
entonces:
(I)
(II)
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¿Cómo medir ?
De la ecuación (I):
Usando en la ecuación (II) tenemos
Entonces, midiendo el ángulo de inclinación cuando el deslizamiento apenas comienza, es posible determinar el valor del coeficiente de fricción estático entre dos superficies.
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Ejemplo 1
● ¿Por qué podemos correr?
● ¿Hay fuerza de roce? ¿Cuál es la dirección?
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Ejemplo 1
● ¿Por qué podemos correr?
● ¿Hay fuerza de roce? ¿Cuál es la dirección?
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Ejemplo 2
● Si , el cuerpo 2 se queda en su lugar.
● Si
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Ejemplo 3 111
Un bloque de masa sobre una superficie horizontal rugosa se conecta a una bola de masa mediante una cuerda ligera sobre una polea ligera sin fricción, como se muestra en la figura. Al bloque se aplica una fuerza de magnitud en un ángulo con la horizontal como se muestra, y el bloque se desliza hacia la derecha. El coeficiente de fricción cinética entre el bloque y la superficie es . Determine la magnitud de la aceleración de los dos objetos.
Ejemplo 4
112
Ejemplo 5
● ¿Cuál es el ángulo más adecuado para tirar?
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Movimiento Circular
Trajectoria contenida en una circunferencia (movimiento en el plano)
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Movimiento Circular
Trajectoria contenida en una circunferencia (movimiento en el plano)
Diferentes trayectorias en mismo tiempo (diferentes velocidades)
Pero todos los puntos se mueven juntos
¿Qué es común a , y ?
Desplazamiento angular (medido en radianes)
Definimos velocidad angular cambio de con el tiempo
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Supongamos que una partícula realiza un movimiento circular en un plano alrededor de un eje fijo “z”
la velocidad tangencial es
Definimos tal que con dirección
perpendicular al plano del movimiento
La relacion entre y es:
116
Regla de la mano derecha
117
117
¿Qué pasa cuando varía con el tiempo?
Definimos la aceleración angular como:
¿Qué pasa con la aceleración cuando varía con el tiempo?
aceleración tangencial aceleración centrípeta
Nota: es paralela a en movimiento circular
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¿Qué pasa con la aceleración cuando varía con el tiempo?
cambio de la dirección de
cambio del módulo de
Notar que si
y
pero
sólo si
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Sistema de coordenadas instantáneo
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Recordar que la aceleración total es la suma vectorial
de las aceleraciones tangencial y centrípeta .
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Ejemplo 1: montaña rusa123
Ejemplo 1: montaña rusa124
Ejemplo 1: montaña rusa
En A
En B
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Ejemplo 2: Pelota atada a un hilo, rotando enun círculo vertical:
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Ejemplo 2: Pelota atada a un hilo, rotando en un círculo vertical:
En A
En B
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Ejemplo 3: Calesita128
Ejemplo 3: Péndulo cónico
Fuerza centrípeta
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Ejemplo 4: Automóvil tomando una curva sin peralte: ¿qué velocidad máxima puede tomar sin derrapar?
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Ejemplo 5: ¿A qué velocidad se toma una curva con peralte en ausencia de fuerza de roce?
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