Física I Apuntes de Clase 3, 2014 Turno F Prof. Pedro ...
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Física I Apuntes de Clase 3, 2014
Turno F
Prof. Pedro Mendoza Zélis
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Modelo de partícula
• Iniciaremos nuestra descripción admitiendo que es suficiente representar a
cualquier objeto con un punto del espacio (sin formas, ni caras, lados o
facetas) y que las sucesivas posiciones de ese punto del espacio
representan satisfactoriamente la trayectoria del objeto estudiado.
• No tendremos en cuenta la forma particular del objeto en cuestión (no
analizaremos aquellas características que estén vinculadas al hecho que el
objeto ocupa un cierto volumen en el espacio).
• En tanto admitamos que las sucesivas posiciones de un punto representan
bien lo que queremos describir del movimiento de un objeto, diremos que el
objeto se comporta como una partícula.
• Si, en cambio, necesitamos incluir nociones sobre la forma y orientación del
objeto porque no es suficiente la información obtenida a partir de lo que se
representa con un punto, entonces diremos que el objeto se comporta
como un cuerpo (realmente, se dice que no se comporta como partícula).
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Aplicaciones de las 3 Leyes de Newton
Recordemos:
• 1ra Ley: establece las condiciones para elegir los sistemas de referencias inerciales necesarios para aplicar las otras 2 Leyes de Newton.
• 2da Ley: establece la relación entre el valor de la F resultante aplicada a un objeto y la variación de la cantidad de movimiento P que desarrolla en mismo.
• 3ra Ley: establece la simultaneidad en la aparición de fuerzas entre 2 objetos que interactúan.
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Ejemplos que estudiaremos:
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Cuerdas ideales -Masa despreciable -Inextensibles
-Transmiten la tensión sin modificarla, pemiten cambiar la dirección (polea)
Poleas ideales -Masa despreciable -Sin roce en el eje
Superficies ideales - Lisas, sin roce la fuerza de contacto es perpendicular a las superficies
Consideraremos:
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Ejemplo 1:
• Conociendo los valores de F, m1 y m2, hallar
las expresiones de “ax” y de la fuerza de
contacto entre los 2 objetos “F1,2”:
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F1,2
gmP11
1N
Fuerzas sobre objeto 1:
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F2,1
2N
gmP22
Fuerzas sobre objeto 2:
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F1,2 F2,1
1N
2N
2P
1P
1221 ,, FF
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F1,2
gmP11
1N
Fuerzas sobre objeto 1:
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F1,2
xx
amFFF12,1
011
PNFy
gmP11
1N
Fuerzas sobre objeto 1:
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F2,1
2N
gmP22
Fuerzas sobre objeto 2:
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F2,1
2N
gmP22
xx
amFF21,2
022
PNFy
Fuerzas sobre objeto 2:
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21mm
Fa
x
1221 ,, FF
21
212mm
FmF
,
xx
amFFF12,1
xx
amFF21,2
Sobre objeto 1
Sobre objeto 2
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Ejemplo 2:
• Conociendo los valores de F, m1 y m2, hallar la
expresión de la tensión “T” entre los 2 objetos y de
“ax”:
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T2,S
P2
N2
Fuerzas sobre objeto 2:
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Fuerzas sobre objeto 1:
N1
P1
T1,S
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xSx
amTFF2,2
P2
N2
022
PNFy
Fuerzas sobre objeto 2:
T2,S
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N1
P1
011
PNFy
xSx
amTF1,1
Fuerzas sobre objeto 1:
T1,S
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Sobre objeto 1
Sobre objeto 2
xSx
amTF1,1
xSx
amTFF2,2
ST
,2
y ¿son un par de acción y reacción? S
T,1
¿Cuáles son sus reacciones?
¡NO!
¿Tienen igual módulo? Si la soga se puede considerar sin masa e inextensible
(vínculo ideal): ¡SÍ!
SSTT
,2,1
No por ser un par de acción y reacción,
sino por ser la soga un vínculo ideal
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Sobre objeto 1
Sobre objeto 2
xSx
amTF1,1
xSx
amTFF2,2
11
2
,2,1
m
m
FTTT
SS
12mm
Fa
x
SSTT
,2,1
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Ejemplo 3:
¿Con qué aceleración desciende el bloque
por el plano inclinado? ¿Cuánto vale el módulo de N?
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xxxamsengmPF senga
x
0 cosgmNPNFyy
cosgmN
P
N
Py
Px