indice - wordpress.com · 2.5.segunda ley de newton la primera ley de newton nos dice que le ocurre...
TRANSCRIPT
Indice
1. DINAMICA 2
2. DINAMICA 32.1. Dinamica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2. Concepto de FUERZA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.3. Tipos de fuerza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.4. Primera ley de Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.5. Segunda ley de Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.6. Tercera ley de Newton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.7. Fuerza Normal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.8. Fuerzas de rozamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.9. Fuerzas elasticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.10. Fuerzas de Tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.11. Cuerda flexible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.12. Fuerzas de Compresion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.13. Diagramas de cuerpo libre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162.14. Problemas de mecanica anatomica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2. DINAMICA
La experiencia muestra que si un cuerpo se pone en ciertas condiciones de inter-accion con otros cuerpos se puede obtener:
I el reposo o equilibrio respecto a un sistema de referencia.(Estatica)
I el movimiento del cuerpo con respecto a un sistema de referencia. (Dinamica)
La interaccion entre los cuerpos define el concepto de fuerza, mientras que lanaturaleza del cuerpo en estudio se concretara por el concepto de masa.
2.1. Dinamica
Definimos la dinamica como la rama de la mecanica que estudia lascausas del movimiento.
2.2. Concepto de FUERZA
La primera idea de fuerza la da, la sensacion de esfuerzo muscular que tenemosque hacer para deformar un objeto elastico o para acelerar un objeto.
Ası tenemos la idea de dos efectos que puede producir una fuerza aplicada a uncuerpo.
I Efecto estatico o deformacion y
I Efecto dinamico o aceleracion del cuerpo.
FUERZA: Es una accion que puede producir una deformacion sobre un cuerpoelastico o un cambio en la velocidad de un cuerpo, es decir, hace que el cuerpose acelere. (VECTOR)
Concepto de FUERZA
La fuerza por ser una magnitud vectorial, obedece al principio de superposicion,es decir, si varias fuerzas actuan sobre un cuerpo; se puede encontrar una unicafuerza que haga el mismo efecto que todas las fuerzas actuando simultaneamente.
FUERZA NETA: Es la fuerza resultante de la suma vectorial de todas lasfuerzas aplicadas a un cuerpo.
Si la fuerza neta es cero, el cuerpo no se acelera, es decir, el cuerpo permaneceen reposo o se mueve en linea recta con velocidad constante. (EQUILIBRIO).
2.3. Tipos de fuerza
Se pueden distinguir dos grandes clases de fuerzas:
Fuerzas de contacto, representan el resultado del contacto fısico entre elcuerpo y sus alrededores, por ejemplo mover un carro o estirar un resorte; yfuerzas de accion a distancia que actuan a traves del espacio sin que hayacontacto fısico entre el cuerpo y sus alrededores, por ejemplo la fuerza con quela Tierra atrae a los cuerpos que caen en caıda libre. Todas las diferentes formasde fuerzas se encuentran dentro de esas dos grandes clasificaciones.
2.4. Primera ley de Newton
Primera Ley de Newton: afirma que en ausencia de fuerza neta sobre uncuerpo, es decir, si la Σ~F = 0, este permanece en reposo, o si esta en movimien-to, continua moviendose con velocidad constante (conservando su magnitud ydireccion).
INERCIA: Es la tendencia de un objeto a resistir cualquier intento de cambiarsu velocidad, es decir, el objeto tiende a permanecer en reposo o en movimientorectilineo uniforme.
MARCO DE REFERENCIA INERCIAL: es un marco de referencia queno esta acelerado. La primera ley de Newton, llamada ley de inercia, solo esvalida en marcos de referencia inerciales.
¿Que es masa?Newton mismo uso el termino masa como sinonimo de cantidad de materia. Estanocion no es muy precisa. Con mas precision podemos decir que la masa es unamedida de la inercia de un cuerpo. Mientras mas masa tenga un cuerpo, es masdifıcil cambiar su estado de movimiento.
2.5. Segunda ley de Newton
La primera ley de Newton nos dice que le ocurre a un cuerpo si no hay fuerzaneta externa. La segunda ley explica que le sucede si hay fuerza neta externa.
La aceleracion de un objeto es directamente proporcional a la fuerzaneta que actua sobre el e inversamente proporcional a su masa
Σ~F = m~a
ΣFx = maxΣFy = may
La unidad de fuerza en el SI es el Newton y en el ingles es la libra
1N = 1Kg(ms2
) 1Lb = 1 slug(pies2
) 1N ' 14Lb
2.6. Tercera ley de Newton
Principio de Accion - ReaccionLa fuerza ~F12 que ejerce el objeto 2 sobre el objeto 1 es igual en modulo, tienela misma direccion y sentido contrario que la fuerza ~F21 ejercida por el objeto 1sobre el objeto 2, por tanto ~F12 = −~F21.La tercera ley de Newton establece que una fuerza que afecta el movimiento deun objeto debe venir de un segundo objeto externo.
La fuerza de reaccion es igual en magnitud a la de accion pero ensentido opuesto.
2.7. Fuerza Normal
Consideremos un cuerpo sobre una superficie plana. Las moleculas comprimi-das de la superficie producen sobre el cuerpo una fuerza elastica dirigida de lasuperficie hacia el cuerpo y normal a la superficie, que denominaremos fuerzaNormal
2.8. Fuerzas de rozamiento
La friccion es la resistencia al movimiento de un cuerpo sobre una superficie oa traves de un medio (agua, aire, etc.,).Experimentalmente se ha comprobado que la frccion es directamente proporcio-nal a la fuerza normal.
Froz = µs ×Ndonde µs se le llama coeficiente de rozamiento estatico.Existe la friccion estatica y la friccion cinetica.La friccion se da por deslizamiento, por rodadura y por viscosidad.
2.9. Fuerzas elasticas
Todo cuerpo real, bajo la accion de las fuerzas aplicadas sobre el, se deforma, esdecir,varıan sus dimensiones y forma. Como fuerzas de reaccion aparecen fuerzaselasticas (o recuperadoras), que se oponen a las de accion deformante. Su origenes el campo las fuerzas intermoleculares determinantes del equilibrio estructuraldel cuerpo.Si el muelle se estira o se comprime una pequena distancia (∆x) respecto de suestado de equilibrio (no deformado) la fuerza que hay que ejercer es proporcionala (∆x) ( Ley de Hooke).
~F = −k ×∆~x
La constante de proporcionalidad k dedenomina constante elastica del muelle.
2.10. Fuerzas de Tension
Un cuerpo solido que esta sometido a dos fuerzas opuestas ~F1 y ~F2, con lacondicion de que (~F2 = -~F1) tirando de el a uno y otro lado estara en equilibrio.Cuando esto sucede se dice que el cuerpo esta tensionado o en estado de Tension.El modulo de la Tension es igual al modulo de una u otra de las fuerzas queactuan sobre el.
T = F1 = F2
2.11. Cuerda flexible
Una cuerda flexible, tal como una cinta, cordel o tendon, posee varias propiedadesespeciales:
1. Puede hallarse en un estado de Tension pero no de Compresion.
2. Solo puede transmitir una fuerza en sentido longitudinal.
3. Si no existe rozamiento la tension es la misma a lo largo de la cuerda.
2.12. Fuerzas de Compresion
Un cuerpo solido que esta sometido a dos fuerzas opuestas ~F1 y ~F2, con la con-dicion de que (~F2 = -~F1) presionandolo a uno y otro lado estara en equilibrio.Cuando esto sucede se dice que el cuerpo esta comprimido o en estado de com-presion. El modulo de compresion es igual al modulo de una u otra de las fuerzasque actuan sobre el.
C = F1 = F2
2.13. Diagramas de cuerpo libre
2.14. Problemas de mecanica anatomica
Ejemplo 1 Componentes de la fuerza muscular
El tendon del biceps ejerce una fuerzamuscular ~Fm de 7 kp sobre el antebrazo.El brazo aparece doblado de tal maneraque esta fuerza forma un angulo de 40o
con el antebrazo.
Hallar la componente de ~Fm
a) Paralela al antebrazo (fuerza esta-bilizadora ) y
b) Perpendicular al antebrazo (fuerzade sosten)
Ejemplo 2 Dispositivo de traccion
Hallar la fuerza que ejerce sobre el pie el dispositivo de traccion segun la fıgu-ra.(Las cuerdas forman angulos de 55o y 25o, el cuerpo colgante es de 3 kp)