LEY DE LA INERCIA

Todo lo que esta quieto, seguirá quieto siempre y cuando no haya una fuerza que lo mueva

Las dos afirmaciones anteriores, constituyen la PRIMERA LEY DE NEWTON, conocida como la LEY DE LA INERCIA.

Todo lo que se esta moviendo seguirá moviéndose siempre y cuando no haya una fuerza que lo detenga.

AUTOEVALUACION No 5•¿Que es fuerza?•¿Porque se dice que la fuerza es un Vector?•¿Que son fuerzas concurrentes?•¿Que son fuerzas coplanarias?•¿Que es resultante?•¿Cuando dos o más fuerzas se encuentran en equilibrio?•Señale los casos que existen para la composición de fuerzas•Señale los casos que existen para la suma del vector fuerza•¿Que dice la ley de la Inercia?•¿Cuando dos o mas fuerzas no están en equilibrio?•De tres ejemplos prácticos donde se observe la aplicabilidad de la Ley de la Inercia.¿Que se puede comprobar al apretar la bomba y al aplicarle una fuerza hacia arriba?¿Que se puede comprobar si colocamos un cuerpo suspendido?¿Utilizando los carritos y los resortes que se puede comprobar respecto a la fuerza?

SEGUNDA LEY DE NEWTON “LEY DE LA DINAMICA “

Se observa que en cada caso la caja se mueve más velozmente, debido al aumento de la fuerza.

v(m/s)

t(sg)

a

v(m/s)

t(sg)

a

v(m/s)

t(sg)

a

Amarremos una masa con uno, dos , tres resortes luego estiramos sin romperlo y soltamos.En la grafica observamos que a mayor fuerza aplicada mayor va a ser su aceleración, es decir que existe una PROPORCION DIRECTA entre la FUERZA y la ACELERACIÓN.

Para este caso que estamos analizando, la constante

f = m x a

m =fa

a =fm

f

Matemáticamente esta proporción se expresa así:

En forma de ecuación quedaría:

f = K x a

h a

Despejando a Despejando m

K

representa la masa (m) de la caja…….Luego:

FORMULA QUE REPRESENTA LA SEGUNDA LEY DE NEWTON O LEY DE LA DINAMICA.

m a f = m x a

SISTEMASMAS

AACELERAC

FUERZA NOMBRE

2seg

m

2seg

Cms

2seg

Pies

2sg

mKgx

2sg

Cmgrx

2sg

PLbx

UNIDADES DE FUERZA EN CADA UNO DE LOS SISTEMAS

INTERNACIONALM.K.S

SEXAGECIMALC.G.S

INGLESP.L.S

kg

gr

Lb

Newton

Dinas

Poundal

Ejemplo 1. Un cuerpo tiene una masa de 2 Kg. y se mueve con una aceleracion de 4 m / s2. Calcular la fuerza que se le aplico?.

Obtenemos los datosDatos

m = 2 Kg

a = 4 m / s2

f = ?F = m x a

F = 2 kg x 4 m / s2

F = 8 Kg x m / s2

F = 8 Newtons

Hallamos la fuerza por medio de la formulaf = m x a

Un cuerpo tiene una masa de 3,5 gr. y se mueve con una aceleración de 5,2 cm / s2. Entonces la fuerza que se le aplicó es:

1. 2. 3. 4.

25% 25%25%25%1. 182 Newton2. 18,2 Newton3. 1,82 Dinas4. 18,2 Dinas

Un bloque de 20 gramos recibe la acción de una fuerza de 80 Dinas en 4 segundos. Hallar la distancia que recorrió.

d =?

Datos

Sabemos que f = m x a de aqui despejamos aceleración

Con esa aceleracion hallamos la Velocidad V = a x t

Finalmente hallamos la distancia sabiendo que d=V x t

m = 20 gr.

F = 80 Dinas

t = 4 sg

Ejemplo 2.

f = m x a

f m

= a

80 gr x cm/s2

20 gra =

4 cm/s2a =

fm

a =

V = a x t

V = 4 cm/s2 x 4 sg

V = 16 cm/s

d = V x t

d = 16 cm/s x 4 sg

d = 64 cm

Un bloque de 10 Kg recibe la acción de una fuerza de 20 Newton durante 3 segundos. La distancia recorrida por el bloque en ese tiempo es:

1. 2. 3. 4.

25% 25%25%25%1. 24 centímetros2. 6 centímetros3. 24 metros4. 6 metros

Ejemplo 3.Que fuerza aplicaría el motor de un auto que tiene 2600 Kg, si en 2 sg. logra aumentar su velocidad de 20 m/sg a 60 m/sg?

220

2

/20/60

s

ma

smsma

t

ViVfa

NtsF

sgmKgF

amF

52000

/202600 2

Datos.

m = 2600 Kgt = 2 SgVi = 20 m/sVf = 60 m/sf =?

Obtenemos los datos

Hallamos la aceleracion sabiendo que a = (vf-vi)/t

Finalmente obtenemos el valor de la fuerza. F = m x a

Un auto tiene 1400 Kg de masa , si en 8 sg. logra aumentar su velocidad de 15 m/sg a 35 m/sg entonces la fuerza que aplica es de:

1. 2. 3. 4.

25% 25%25%25%

1. 35 Newton2. 350 Newton3. 3500 Newton4. 3,5 Newton

Ejemplo 4.Teniendo en cuenta el grafico y las condiciones siguientes. Demostrar que aceleración tiene el carro 1 respecto al carro 2Condisiones. 1. m2 = 4 m1

2. f1 = 2f2

F1 F2 m1

m2

F1 = m1 x a1

Reemplazo un valor de las condiciones2F2 = m1 x a1

F2 = )1(2

11 am

F2 = m2 x a2

Reemplazo el otro valor de la condiciónF2 = 4 m1 x a2 (2)

Ahora igualamos las ecuaciones (1) y (2) Y resolvemos.

21

1

211

2111

8

8

42

aa

m

ama

amam

CARRO 1

CARRO 2a1 = 8a2 significa que el carro de masa m1 lleva una aceleracion 8 veces mayor que el carro de masa m2.

Un futbolista le pega a un balón de 0.8 Kg. de masa con una velocidad de 38 m/s desde su estado de reposo en un tiempo de 0.2 segundos. La fuerza que se le aplicó al balón fue de

1. 2. 3. 4.

25% 25%25%25%1. 152 Newton2. 190 Newton3. 237,5 Newton4. 30,4 Newton

Sobre una carreta de 120000 grs se hace una fuerza de 450 Dinas; entonces podemos afirmar que la aceleración es:

1. 2. 3. 4.

25% 25%25%25%

1. Mayor a 300 m/s22. Esta entre 100 y 200 m/s23. Esta entre 200 y 300 m/s24. Menor a 200 m/s2

La tierra ejerce sobre un cuerpo una fuerza de 700 Nts; entonces acerca de la masa del cuerpo podemos afirmar.

1. 2. 3. 4. 5.

20% 20% 20%20%20%1. La masa es mayor de 80 kg2. La masa es menor de 50 kg3. La masa esta entre 70 y 80 kilos4. La masa esta entre 40 y 50 kg5. No es posible determinarla

EJERCICIOS SOBRE FUERZA Y ACELERACION. No. 11

1. Sobre una carreta se hace una fuerza de 5 Newton; si la carreta tiene una masa de 20 Kg. Con que aceleración se moverá?

2. La fuerza que la tierra ejerce sobre un cuerpo es de 700 Nts. ¿Que masa tendrá el cuerpo? a = g = 9,8 m/s2

3. Un futbolista le pega a un balón de 0.8 Kg. de masa con una velocidad de 38 m/s desde su estado de reposo en un tiempo de 0.2 segundos. Cual es la fuerza que se le aplicó al balón.

4. Un carro puede acelerar a 3 m/s2 con que aceleración tendrá que remolcar al otro carro que tiene igual masa que el primero

5. Teniendo en cuenta las condiciones siguientes demostrar cual es la aceleracion del carro 1 respecto al carro 2. condicones. 1. m1 = 3m2 2. f2 =4f1

1 Newton =

CONVERSIÓN DE UNIDADES DE FUERZA.

En Física se utiliza el traspaso de unidades de un sistema a otro y debemos manejar acertadamente estas transformaciones.

Ejemplo 1. Cuantas Dinas tendrá un Newton.

1 Newton =

1 m =

Ahora estos valores los reemplazamos en la ecuación (1)

1 Newton =

1 Newton =

Kg x m / s2

s2

Kg x m/s2 (1)

1000 gr

100 cms

1000 gr x 100 cm/s2

100000 gr x cm/s2

105 Dinas.

1 Newton =

gr x cm /

1 Dina =

1 Kg =

Se debe transfomar a:

Edmundo Narvaez

Ejemplo 2. Un Newton cuantos Poundal tendrá.?

7.04 Poundal

1 Newton = Kg x m/s2 (1)

1 Kg = 2.2. Lb.

1 m = 3.2 Pies

Ahora estos valores los reemplazamos en la ecuación (1)

3.2 Pies/s2

7,04 Lb x Pie / s2

1 Kg x 1000 gr 1 Kg 453 gr

1 lbx = 2,2 Lb

1 m x 100 cm 1 m 30,48 cm

1 piex = 3,2 pie

Kg x m / s2

s2 Lb x Pie /

1 Newton =

1 Poundal =

Se debe transformar a:

Hacemos uso de los factores de conversion.

1 Newton = 2.2 Lb x

1 Newton =

1 Newton =

Resolver.1. Cuantas Dinas tendra u n Poundal?2. Cuantos Newton tendra una dina?3. Cuantos Poundal tendra una Dina?

Edmundo Narvaez

IMPULSO (I ), MOMENTUM (M) O CANTIDAD DE MOVIMIENTO

Si se aplica una fuerza durante un tiempo muy corto se produce un movimiento con una aceleración que casi no se advierte en razón de la cortísima acción de la fuerza.Por esta acción el cuerpo pasa en forma casi instantánea del reposo al movimiento recibiendo lo que en física se llama IMPULSO ( I ), y en forma casi instantanea el cuerpo se pone en movimiento adquiriendo lo que denominamos CANTIDAD DE MOVIMIENTO (M).

F = m x aV

tPero a =

F = m x V

t

F x t = m x V

Matematicamente se expresa asi:

I = F x t Impulso

M = m x V MomentumRemplazando y transponiendo t

Edmundo Narvaez

Ejemplo 1

Un hombre se encuentra en un carro que descansa en una pista de hielo, arroja una piedra de 4 kgs, aplicandole durante 3 segundos una fuerza de 96 Newton. Calcular la velocidad con que sale la piedra.

Datos

m = 4 kg

t = 3 sg

F = 96 Nt

v = ?

= F x t m x V

= F x t m

V

= 96 Kg x m/s2 x 3 s 4 kg

V

= 72 m s

V

Despejamos v

Ahora remplazamos

Edmundo Narvaez

Ejemplo 2

Con una fuerza de 20 Nt se actua durante 2 segundos sobre un cuerpo que adquirió una velocidad de 25 m/s. Calcular la masa del cuerpo.

Datos

F = 20 Nt

t = 2 sg

v = 25 m/s

m = ?

= F x t m x V

= F x t V

m

= 20 Kg x m/s2 x 2 s 25 m/s

m

= 1,6 kgm

Despejamos m

Ahora remplazamos

Edmundo Narvaez

EL PESO ES UNA FUERZA

Cada planeta tiene su propia fuerza de atraccion a traves de su gravedad teniendo en cuanta la masa del cuerpo que se esta atrayendo.

Luego se dice que el peso de cualquier cuerpo es la fuerza de atraccion que todos los planetas y satelites hacen para atraerlos hacia ellos.

Esta atracción es la fuerza o sea el mismo peso, luego de acuerdo a la segunda ley de Newton tenemos

F = m x a

g

Objeto Gravedad m/s2

Sol 273,15

Mercurio 4.0

Venus 8.75

Tierra 9.8

Marte 3.69

Jupiter 25.69

Saturno 11.08

Urano 9.89

Neptuno 10.99

Pluton 4.7

Luna 1.63

P = m x

Edmundo Narvaez

UNIDADES DE PESOSiendo el peso de un cuerpo una fuerza, sus unidades en los tres sistemas conocidos son las mismas que se utilizan para la fuerza: Newton, Dinas y Poundal.

Pero complementariamente se utilizan como unidades de Peso:

KILOGRAMO- FUERZA ( Kg – f)Es la fuerza con que la tierra y su gravedad atraen a un 1 KILOGRAMO DE MASA.

F = m x a

gP = m x

9,8 m/s2P = 1 Kg x m/s2P = 9,8 Kg x P = 9,8 Nt

9,8 Nt1 Kg – f =

Pero: m = 1 Kg g = 9,8 m/s2

Kg x m /s 2 = Newton

Edmundo Narvaez

GRAMO- FUERZA ( gr – f)Es la fuerza con que la tierra y su gravedad atraen a un 1 GRAMO DE MASA.

F = m x a

gP = m x

980 cm/s2P = 1 gr x cm/s2P = 980 gr x P = 980 Dinas

980 Dinas1 gr – f =

Pero: m = 1 gr

gr x cm /s 2 = Dinas

g = 9,8s2m x 1 m

100 cms2

cm= 980

Edmundo Narvaez

LIBRA - FUERZA ( Lb – f)Es la fuerza con que la tierra y su gravedad atraen a un 1 LIBRA DE MASA.

F = m x a

gP = m x

32 p /s2P = 1 Lb x p /s2P = 32 lb x P = 32 Poundal

32 Poundal1 lb – f =

Pero: m = 1 libra

Lb x p /s 2 = Poundal

g = 9,8s2m x 1 m

100 cms2

Pie= 32x30.48 cm

1 Pie

Edmundo Narvaez

Ejemplo 1.

Para un cuerpo de 47,8 Kilogramos. Calcular el peso en: La tierra, Luna,Marte y Jupiter .TIERRA

P= m x gP = 47,8 Kg x 9,8 m/s2

P = 468 Nt

Ejemplo 2

Calcular la masa de un cuerpo cuyo peso es de 19,6 Kg - f

La masa se obtiene DIRECTAMENTE es decir : m = 19,6 Kg

Ejemplo 3

Calcular el Peso de un cuerpo cuya masa es de 2 Kg

El Peso se obtiene DIRECTAMENTE es decir : P = 2 Kg - f

LUNA

P= m x gP = 47,8 Kg x 1,63 m/s2

P = 77,9 Nt

MARTE JUPITER

EdNa

EJEMPLO 4

Que fuerza se necesita para mover un automovil que pesa 980 Kg-f y tiene una aceleracion de 12 m/s2

Datos

m = 980 Kg

a = 12 m/s2

F = ?

F = m x a

F = 980 Kg x12 m/s2

F = 11760 Nt

EJEMPLO 4

Un hombre pesa 75 Kg – f va sentado en un automovil que en un momento acelera a 0,9 m/s2. Que fuerza ejerce el asiento sobre el hombre?Datos

m = 75 Kg

a = 0,9 m/s2

F = ?

F = m x a

F = 75 Kg x 0,9 m/s2

F = 67,5 Nt

Edmundo Narvaez

CONVERSION DE UNIDADES DE PESOMuchas veces se necesita pasar las unidades de Peso a unidades de Fuerza y viceversa, para comprender esta tematica realicemos algunos ejemplos.EJEMPLO 1

Cuantos Newton tendra 1 Lb - fAnteriormente encontramos que:1 Poundal = 0,14 Nt1 Lb – f = 32 Poundal

1 Lb – f =

1 Lb – f =

1 Lb – f = 1 Lb x 32s2

p xx

=

x x1 Lb

453 gr1000 gr1 Kg

1 p30,48 cm

100 cm1 m

441838,08 100000

Kg x ms2

= 4,4 Newton 1 Lb – f = 4,4 Newton

Sabemos que:

32 x 0,14 Nt

4,48 Newton

FORMA 1

F o r m a 2

Edmundo Narvaez

EJEMPLO 2

Cuantas Dinas tendra 1 Kg - fAnteriormente encontramos que:1 Nt = 100000 Dinas1 Kg – f = 9,8 Newton

1 Kg – f =

1 Kg – f =

1 Kg – f = 1 Kg x 9,8s2

m x

=

x1 Kg

1000 gr1 m

100 cm

980000 1

gr x cms2

= 980000 Dinas 1 Kg – f = 980000 Dinas

Sabemos que:

9,8 x 100000 Dinas

980000 Dinas

FORMA 1

F o r m a 2

Edmundo Narvaez

EJEMPLO 3

Cuantas Dinas tendra 1 Lb - fAnteriormente encontramos que:1 Poundal = 13807 Dinas1 Lb – f = 32 Poundal

1 Lb – f =

1 Lb – f =

1 Lb – f = 1 Lb x 32s2

p x

=

x1 Lb

453 gr1 p

30,48 cm

441838 1

gr x cms2

= 441838 Dinas 1 Lb – f = 441838 Dinas

Sabemos que:

32 x 13807 Dinas

441824 Dinas

FORMA 1

F o r m a 2

Edmundo Narvaez

Taller.1. A cuantos gr - f equivale 1 Lb-f2. Un auto de 200 Kg de masa, lleva una velocidad de

30m/s. Calcular el Momentum.3. Usted tiene una masa de 65 Kg, calcule su peso; y

exprese la respuesta en Kg-f , gr-f , Lb –f , Newton, Dinas y Poundal.