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.

11

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

14

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

15

¿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)

16

¿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.

17

Ejemplo 1

● ¿Por qué podemos correr?

● ¿Hay fuerza de roce? ¿Cuál es la dirección?

18

Ejemplo 1

● ¿Por qué podemos correr?

● ¿Hay fuerza de roce? ¿Cuál es la dirección?

19

Ejemplo 2

● Si , el cuerpo 2 se queda en su lugar.

● Si

110

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?

113

Movimiento Circular

Trajectoria contenida en una circunferencia (movimiento en el plano)

114

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

115

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

118

¿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

120

Sistema de coordenadas instantáneo

121

Recordar que la aceleración total es la suma vectorial

de las aceleraciones tangencial y centrípeta .

122

Ejemplo 1: montaña rusa123

Ejemplo 1: montaña rusa124

Ejemplo 1: montaña rusa

En A

En B

125

Ejemplo 2: Pelota atada a un hilo, rotando enun círculo vertical:

126

Ejemplo 2: Pelota atada a un hilo, rotando en un círculo vertical:

En A

En B

127

Ejemplo 3: Calesita128

Ejemplo 3: Péndulo cónico

Fuerza centrípeta

129

Ejemplo 4: Automóvil tomando una curva sin peralte: ¿qué velocidad máxima puede tomar sin derrapar?

130

Ejemplo 5: ¿A qué velocidad se toma una curva con peralte en ausencia de fuerza de roce?

131