LEYES DE NEWTON

LA IDEA DE INERCIA

¿ Que son ?• son tres principios a partir de los cuales se

explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo, en tanto que constituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física clásica en general.

• Leyes de Newton, conocidas también como Leyes del movimiento de Newton,

• Newton afirmó que sus leyes estaban basadas en observaciones y experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones más básicas. La demostración de su validez radica en sus predicciones... La validez de esas predicciones fue verificada en todos y cada uno de los casos durante más de dos siglos.

• Es decir la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:– Por un lado, constituyen, junto con la transformación

de Galileo, la base de la mecánica clásica; – Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la

gravitación universal, se pueden deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.

• Así, las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas.

La tendencia de un cuerpo a resistir un cambio en su movimiento se llama inercia. La masa es una medida de la inercia de un cuerpo. El peso se refiere a la fuerza de gravedad sobre un cuerpo, que no debe confundirse con su masa.

OBSERVAR LOS SIGUIENTES CUERPOS

Un cuerpo está en reposo cuando su velocidad es nula

V= ?V=?

V=?V=?

Primera Ley de Newton, de la Inercia

• Establece que si la fuerza neta sobre un objeto es cero, si el objeto está en reposo, permanecerá en reposo y si está en movimiento permanecerá en movimiento en línea recta con velocidad constante.

• Un ejemplo de esto puede encontrarse en el movimiento de los meteoritos y asteroides, que vagan por el espacio en línea recta a velocidad constante, siempre que no se encuentren cercanos a un cuerpo celeste que los desvíe de su trayectoria rectilínea.

• Consecuentemente, un cuerpo con movimiento rectilíneo uniforme implica que no existe ninguna fuerza externa neta o, dicho de otra forma, un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se aplica una fuerza sobre él. En el caso de los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si esta cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.

AHORA OBSERVEN

Es posible establecer un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.

La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

Se aplicará una fuerza hacia el Este

Se ejercen ambas fuerzas

2ª Ley de Newton

• Indica que la aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él, e inversamente proporcional a su masa.

“Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza o un sistema de fuerzas de resultante no nula, el mismo adquiere una aceleración directamente proporcional a la fuerza neta aplicada, y en su misma dirección y sentido. El cociente entre la fuerza aplicada y la aceleración obtenida es una constante para cada cuerpo, llamada “masa” del mismo”

“Si un objeto acelera cuando fuerzas externas actuan sobre el, entonces la fuerza neta es igual a su masa por su aceleracion”.

F = (masa) (aceleracion) F = ma

Masa y Peso de un cuerpo

Masa y Peso de un cuerpo

También se dice que esta ley es el principio fundamental de la dinámica. Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección.

Debido a que F= m*a, y también a que P= m*g, se concluye que a=g y F=P. Como conclusión:

P = m · g

P

Obs: “g” dependerá del lugar geográfico en que se encuentre el cuerpo.

• Un avión de masa de 2,000 kg se mueve a una aceleracion de 4m/s2. Determine cuanto es la fuerza neta actuando sobre el avion.

Si F = ma entonces F= 2000kg X 4m/s2

= 8,000N

Si el avion se mueve a 12m/s2

F = ma = 2000 kg X 12 m/s2 = 24,000 N

La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración.

• Establece que siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce una fuerza sobre el primero cuya magnitud es igual, pero en dirección contraria a la primera.

3ª Ley de Newton• Principio de Acción y Reacción:

• Las fuerzas siempre viene en pares. • Cuando un objeto ejerce fuerza a un segundo objeto, el

segundo ejerce una fuerza igual y opuesta al primer objeto.

• Si un objeto A causa una fuerza a B, entonces objeto B ejercera una fuerza igual y opuesta a direccion A

• F de A en B = - F de A en B

• Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en direcciones opuestas

• La tercera ley expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza de igual intensidad y dirección pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta.

• Si un cuerpo ejerce sobre otro una fuerza (llamada acción)el otro cuerpo ejerce sobre el primero una de igual magnitud y sentido contrario(llamada reacción).

• Estas fuerzas no se anulan por estar aplicadas a cuerpos distintos.

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea, 1 N = 1 Kg · 1 m/s2

Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto.

La tercera ley de Newton establece:

“Si dos cuerpos interactúan, la fuerza ejercida sobre el cuerpo A por el cuerpo B, es igual y opuesta a la fuerza ejercida sobre el cuerpo B por el cuerpo A.”

FBA

FAB = -FBA

FAB FBA

FAB

• La fuerza que ejerce la bala sobre la pistola y la que ejerce la pistola sobre la bala provocando el disparo de esta.

• La fuerza que ejerce el avión sobre el aire, provoca que el aire reaccione sobre el avión provocando el desplazamiento de este.

• La fuerza del misil hacia el aire y la del aire sobre el misil provoca el movimiento del misil.

• La fuerza que la mano ejerce sobre la mesa y la que esta ejerce de vuelta.

• La fuerza que ejerce el remo sobre el muelle no es suficiente como para moverlo pero la fuerza de reacción del muelle si es suficiente como para mover al remo hacia atrás, llevando al hombre hacia atrás, por lo que el bote es arrastrado hacia atrás.

Es importante considerar para un mejor entendimiento de esta ley, que:

- La fuerza de acción es igual en magnitud y dirección a la fuerza de reacción, pero opuesta en sentido.

- En todos los casos, las fuerzas de acción y reacción, actúan sobre cuerpos diferentes.

• Ejemplo de aplicación:Una locomotora empuja dos vagones de tren:

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Elaborado por:

Profra. Alma Maité Barajas Cárdenas.

CIENCIAS II

Escuela Secundaria Técnica # 107

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