LA TERCERA LEY DE NEWTON

Yuranis Martínez fareloKarla Jiménez Araujo

Jennifer Jiménez JiménezMiguel escobar ramos

Sergio Márquez fragozo

TERCERA LEY DE NEWTON O LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN

LA TERCERA LEY DE NEWTON En la naturaleza, las fuerzas

no se presentan solas, por lo general forman parte de un sistema de pares de fuerza que actúan simultáneamente.

Ej. Un niño que se desliza sobre unos patines, ejerce una fuerza con sus manos sobre una pared.

esto sucede debido a que las fuerzas aplicada por el niño, genera otra fuerza contraria a la que aplico sobre la pared como se observa en la sgte figura :

Es importante tener en cuenta que las fuerza de acción y reacción se aplica sobre cuerpos distintos. Así, en el ejemplo del niño sobre los patines si consideramos que la acción es la fuerza ejercida por la pared sobre el niño lo cual ocasiona que esta se desplace.

la fuerza de acción y reacción se manifiesta en la naturaleza, por ej.

algunos animales como:

los calamares se desplazan mucho cuando lanza desde el interior del cuerpo un liquido (tinta) el animal al expulsar tinta ejerce fuerza sobre el liquido y en consecuencia por el principio de acción y reacción el liquido ejerce fuerza sobre el animal, lo cual genera que este se desplace.

LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO LINEAL Newton, en su obra philosophiae naturalis

principia mathemática, definió la cantidad de movimiento así: “la cantidad de movimiento es la medida del mismo, que nace de la velocidad y de la cantidad de materia conjuntamente”.

la relación entre la masa, la velocidad y el movimiento de un cuerpo se denomina cantidad de movimiento lineal o momentum lineal.

el momentum lineal o cantidad de movimiento lineal, p, de un cuerpo se define como el producto de la masa del cuerpo por la velocidad.

la expresión que describe la cantidad de movimiento lineal es:

p = mv

su unidad de medida en el S.I el Kg . m/s por EJ: si un automóvil de masa 1000Kg se

mueve con velocidad 80 Km/h y camión de masa 8000Kg con velocidad de 10 Km/h podemos afirmar que los dos vehículos tienen la misma cantidad de movimiento es decir:

p automóvil = p camión m automóvil . V automóvil = m camión . V

camión 1000Kg . 80Km/h = 8000Kg . 10Km/h 22.222Kg . m/s = 22.222Kg . m/s la cantidad de movimiento de un sistema

aumenta cuando se le ejerce una fuerza neta que ocasione un aumento en la velocidad, o cuando aumenta la masa sin variar su velocidad.

IMPULSO MECÁNICO Al cambiar la cantidad de movimiento de

un cuerpo, cambia su masa o cambia su velocidad o cambian las dos cosas. La experiencia diaria nos indica que, por lo general, la masa permanece constante y lo que varia es la velocidad, es decir, se produce una aceleración.

el producto de la fuerza que actúa sobre un cuerpo por el tiempo durante el cual esta actúa recibe el nombre de impulso mecánico, y por tanto, F neta t = p – po

I = F neta t

la variación de la cantidad de movimiento de un cuerpo es igual al valor del impulso que actúa sobre el cuerpo.

Esta relación permite explicar por que fuerzas no tan intensas como la que ejerce el lanzador en beisbol, que actúan durante un intervalo de tiempo largo pueden producir efectos comparables con los de fuerzas intensas como la del bateador de beisbol que actúan durante intervalos de tiempos cortos.

LA CONSERVACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO Este sistema aislado se

caracteriza porque la fuerza neta ejercida por objetos es igual a cero. De a cuerdo con el principio de acción y reacción, la fuerza que ejerce la esfera 1 sobre la esfera 2 es de igual intensidad y opuesta a la fuerza que ejerce la esfera 2 sobre la esfera 1 es decir, F12 = -F21

Esta relación se expresa como: P1 + P2 = P1o + P2o = constante se observa que la suma de las

cantidades de movimiento de dos objetos que conforman un sistema aislado, antes de que interactúen, es igual a la suma de las cantidades de movimiento de los dos objetos después de la interacción, es decir:

P antes = P después

LOS SISTEMAS DE PROPULSIÓN los sistemas de propulsión

como el empleado para producir el movimiento de los cohetes son una aplicación del principio de acción y reacción. En este caso, los gases que escapan del combustible quemado son expulsados por la parte posterior del cohete y, en consecuencia, el cohete experimenta aceleración hacia adelante debida a la fuerza que le ejercen dichos gases expulsados.

cuando el cohete expulsa los gases, además de recibir aceleración por efecto de la fuerza que le ejerce los gases, disminuye su masa, lo cual contribuye a que experimente un aumento en la aceleración. algunos cohetes se denominan cohetes de múltiples etapas, debido a que en su trayecto, estos cohetes se despojan de algunas partes. En consecuencia, su masa disminuya significativamente, aumentando de esta manera su aceleración.

COLISIONES En muchas situaciones cotidianas

observamos que se producen colisiones entre objetos, por ejemplo, lo que sucede con las bolas de billar, o el comportamiento de las partículas de un gas. Una colisión es una interacción entre objetos en la que se produce transferencia de cantidad de movimiento, en ausencia de fuerzas externas. La cantidad de movimiento del sistema conformado por los objetos que interactúan antes de la colisión es igual a la cantidad de movimiento después de la colisión. P antes = P después

EJ: dos bolas de pool A y B de masa m se dirigen una hacia la otra, chocando frontalmente. La bola A se mueve con velocidad de 2m/s y la bola B con velocidad de 1m/s.

a) determinar la velocidad de la bola A, si después del choque la bola B se mueve con velocidad de 0,6m/s.

b) construir un diagrama de vectores que ilustre el movimiento de las bolas antes y después de la colisión.

solución

determinamos la cantidad de movimiento de las bolas antes y después de la colisión. A la velocidad de la esfera B antes de la colisión le asignamos signos menos puesto que se mueve en dirección contraria a la esfera A.

Como, P antes = P después

m( 2m/s-1m/s) = m(V a después + 0,6m/s)

De donde: 2m/s-1m/s = V a después + 0,6m/s = V a después = 0,4m/s

ACTIVIDAD Que es la cantidad de movimiento,

Según newton en su obra philosophiae naturalis principia mathematica.

cual es la expresión que describe la cantidad de movimiento lineal.

Que es impulso mecánico. Porque se caracteriza la conservación

de la cantidad de movimiento. De un ejemplo de sistema de

propulsión. Que son colisiones.