Física 1r BatxilleratEscola Vedruna de Palamós

Dinàmica: Part de la Física que estudia moviment del cossos en relació amb les forces que els originen.

Apunts històrics:Aristòtil (segle IV aC) afirmava que calia una força per

mantenir un moviment.Galileu Galilei (1564-1642) va arribar a la conclusió que

en absència de forces exteriors un cos en un pla ha de mantenir el seu moviment.

Isaac Newton (1642-1727) formulà les lleis que ens permeten predir un moviment sabent-ne les forces que si apliquen.

Primera llei de Newton i llei de la inèrcia.Un cos es mantindrà repòs o en MRU si no hi

actua cap força o la resultant de les forces és nul·la.

La inèrcia és una propietat que tenen els cossos d’oposar-se al moviment.

Primera llei de Newton i llei de la inèrcia.◦ Aclariments:

Tots els cossos estan sotmesos a l’acció de les forces

Tot cos que vulgui mantenir un MRU cal que li apliquem una força que contraresti el fregament.

La massa ens permet mesurar la inèrcia d’un cos. Com més massa més dificultat tenim a canviar l’estat de repòs d’un cos

Segona llei de Newton o llei fonamental de la Dinàmica◦ Si en un cos hi actua una força resultant es

produeix un MRUA.◦ Si sobre un cos actua una força resultant, es

produeix una acceleració directament proporcional a la força aplicada. La constant de proporcionalitat n’és la massa.

amF ·=

Producte de la massa per la seva velocitat.

◦ És una magnitud vectorial d’igual direcció que la velocitat.◦ Unitats SI: quilogram metre per segon (kg.m.s-1)◦ Quan apliquem una força el que aconseguim és canviar-

ne la quantitat de moviment.◦ La quantitat de moviment representa la mesura poder

aturar un cos.

vmp ·=

Tercera llei de Newton o principi d’acció i reacció◦ Si un cos exerceix una força sobre un altre cos, aquest

exerceix sobre el primer una força amb el mateix mòdul i direcció però de sentit contrari.◦ Aclariments:

Les dues forces són simultànies No s’anul·len ja que actuen sobre cossos diferents No sempre provoquen acceleració si hi ha forces més grans

que s’hi oposen.

Impuls: Producte de la força pel temps que actua.

◦ És una magnitud vectorial Sentit i direcció de la força Mòdul és I=F·Δt Unitats: N.s

tFI ∆= ·

L’impuls d’una força és utilitzat per tal de variar la quantitat de moviment

Teorema de l ’ impuls◦ L’impuls d’una força resultant que actua sobre un cos

és igual a la variació de la quantitat de moviment d’aquest cos

Exemples

Un sistema format per diverses partícules la quantitat de moviment total serà la suma de les quantitats de moviment de cada cos.

Si suposem que no hi ha forces externes al sistema obtenim que no hi haurà variació pel que fa a la quantitat de moviment.

Teorema de la conservació de la quantitat de moviment.◦ Si la resultant de les forces exteriors sobre un sistema és nul·la,

la quantitat de moviment del sistema es manté constant.

Forces normals◦ Anomenem força normal

(N), a la força que exerceix la superfície sobre d’aquest cos.◦ És una força de reacció a

conseqüència del pes.◦ Sempre és perpendicular a

la superfície.

Forces de fregament◦ Anomenem força de fregament, Ff, la força que apareix en la

superfície de contacte dels cossos i que s’oposa al moviment.◦ És una força d’acció-reacció◦ És paral·lela a la superfície de contacte i contrària al

moviment◦ És proporcional a la força normal.

Forces de fregament◦ Per tal de moure un cos en repòs és necessari vèncer

la força de fregament.◦ El valor d’aquesta força serà sempre igual a la força

aplicada però en sentit contrari fins que arribi al valor màxim.◦ El valor màxim d’aquesta força és calcula com:

Ff=µeN on µe és l’anomenat coeficient de fregament estàtic

Forces de fregament◦ Un cos en moviment sempre ha de vèncer la força de

fregament◦ El seu mòdul es calcula com:

Ff=µcN on µe és l’anomenat coeficient de fregament cinètic

◦ Observacions finals: La força de fregament màxima és sempre la necessària per

començar a moure un cos, així doncsµe >µc

Aquests coeficients depenen de la naturalesa de les superfícies que es posen en contacte, no de l’àrea de contacte.

Dinámcia. Leyes de Newton◦ Explicacions senzilles de les tres lleis de Newton, les

forces de fregament i els sistemes no inercials. Possibilitat d’un laboratori virtual per treballar els diferents tipus de forces de fregament.