Leyes de Newton

BLOQUE 4

ESCUELA PREPARATORIA FEDERAL POR COOPERACIÓN

“ANTONIO AUDIRAC”

FÍSICA ITercer Semestre

Notas del CursoAcademia de Física

Contenido→ Fuerza Concepto Ejemplos de fuerzas Clasificación de Fuerzas Tipos de Fuerza Medición de Fuerza→ Inercia → Masa y Peso→ Fuerzas de fricción Fricción Estática Fricción Dinámica→ Antecedentes Históricos del Movimiento

Mecánico→ Leyes de Newton Primera ley de Newton Segunda ley de Newton Tercera ley de Newton

→ Técnicas de resolución de problemas→ Ley de la Gravitación Universal Leyes de Kepler Gravitación Universal

FuerzaReflexiona acerca de las siguientes situaciones:

¿Qué mueve aun barco de vela que navega por el mar?¿Cómo logra una grúa mover y remolcar un coche descompuesto?¿Qué ocasiona la caída de una manzana desde un árbol?

[Definición] Fuerza es el nombre con el que se denomina a la interacción mecánica entre dos cuerpos. Es una magnitud escalar.

Clasificación y Tipos

FUERZAS

GravitacionalesSon aquellas que se producen

debido a las atracción que se manifiesta entre do cuerpos cualesquiera del universo y cuya causa está en función de la masa y de la distancia

ElectromagnéticasSon las producidas en

campos magnéticos y eléctricos. Depende de las cargas y es atractiva o repulsiva

Nucleares FuertesSon las que mantienen los

protones y neutrones juntos en el núcleo atómico.

Nucleares DébilesSon aquellas que producen la

desintegración radiactiva de la materia.

Clasificación, respecto a su naturaleza

Tipos, ejemplos

De contactoPatear un balónUna canica golpea a otraEmpujar una cajaJugar Billar

A distanciaAtraer un clip con un imánRotación de los planetasUn objeto al caer al suelo

Unidad de MedidaLa unidad de medida es el newton (pronunciada “niúton”) (símbolo: N) (Es la unidad en el Sistema Internacional de Unidades), nombrada así en reconocimiento a Isaac Newton por su trabajo y su extraordinaria aportación a la mecánica clásica.El newton se define como la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1 m/s2 a un objeto de 1 kg de masa. Es una unidad derivada del SI que se compone de las unidades básicas:

2s

mkgN

⋅=

[DINAMOMETRO] Es un instrumento utilizado para medir fuerzas. El dinamómetro tradicional, inventado por Isaac Newton, basa su funcionamiento en el estiramiento de un resorte que sigue la ley de Hooke en el rango de medición.

Instrumento de Medida

Inercia[Definición] Es la resistencia que oponen los cuerpos a cambiar su estado ya sea de reposo o de movimiento

¿Son lo mismo Masa y Peso?[Masa] es la cantidad de materia de un cuerpo que se mide en una balanza.

[Peso] es la cuantificación de la fuerza de atracción gravitacional ejercida sobre un cuerpo que se mide en un dinamómetro.

Fricción[Definición] Se define como una fuerza resistente que actúa sobre un cuerpo, que impide o retarda el deslizamiento de este respecto a otro o en la superficie que este en contacto.

Esta fuerza es siempre tangencial a la superficie en lospuntos de contacto con el cuerpo, y tiene un sentido tal que se opone al movimiento posible o existente del cuerpo respecto a esos puntos.

Tipos de Fricción

[Estática] Es la reacción que presenta un objeto en reposo oponiéndose a su deslizamiento sobre otra superficie

[Dinámica] Tiene una magnitud igual a la que se requiere aplicar para que un objetos e deslice a velocidad constante sobre otro.

Nota [La diferencia entre las fricciones es que la fricción estática se utiliza cuando el objeto esta en reposo, y la fricción dinámica cuando el objeto esta en movimiento]

Leyes de Newton

Revolucionaron los conceptos básicos de la Física y el movimiento de los

cuerpos en el universo.

Descritas por Isaac Newton [El padre de la Física clásica] al experimentar la caída de la manzana y con ayuda de estudios previos realizados por Galileo.

Primera LeyTodo cuerpo permanece en su estado actual de reposo o de movimiento, a menos que una fuerza externa lo modifique. Segunda Ley

La fuerza de un cuerpo es directamente proporcional a la

masa del cuerpo y la aceleración que produce.

Tercera LeyA toda fuerza de acción, existe una

fuerza de reacción de igual magnitud y en sentido opuesto.

Leyes de Newton

Primera Ley de Newton

Técnicas de Resolución de Problemas

Para preparar un diagrama de cuerpo libre para un objeto dado:

1. Identifique y aísle el cuerpo en cuestión. Haga un diagrama en el que el cuerpo aparezca claramente identificado.

2. Identifique todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo aislado. Trace cada una en el diagrama de cuerpo libre, como una flecha con identificación, con su dirección y magnitud aproximadas.

3. Si interviene más de una dirección, trace un conjunto de ejes coordenados con el origen en un punto fijo del diagrama; es decir que no esté fijo al cuerpo mismo. Escoja estos ejes de tal manera que se pueda sacar con facilidad los componentes de las diversas fuerzas, a lo largo de los ejes.

4. Descomponga todas las fuerzas en sus componentes con respecto a los ejes coordenados que ha seleccionado.

5. Si incluye una flecha que represente la posible dirección de la aceleración del cuerpo, haga que se distinga claramente de las flechas que representan fuerzas.

Ley de La Gravitación Universal

Un momento culminante en la historia de la Física fue el descubrimiento realizado por Isaac Newton de la Ley de la Gravitación Universal que enuncia:

El concepto de gravitación lograba de un solo golpe:

Revelar el significado físico de las tres leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.

Resolver el intrincado problema del origen de las mareas

Dar cuenta de la curiosa e inexplicable observación de Galileo Galilei de que el movimiento de un objeto en caída libre es independiente de su peso.

“Todos los objetos se atraen unos a otros con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa sus centros”.

Al someter a una sola ley matemática los fenómenos físicos más importantes del universo observable, Newton demostró que la física terrestre y la física celeste son una misma cosa.

Leyes de Kepler[Primera] Los planetas se mueven alrededor del Sol en elipses, con el Sol en un foco.

[Segunda] La línea que conecta el Sol con un planeta barre áreas iguales en tiempos iguales.

[Tercera] El cuadrado del período orbital de un planeta es proporcional al cubo de la distancia media desde el Sol.

TIC’SFísica Interactivahttp://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Fisica_interactiva.htm

Masa y Pesohttp://ntic.educacion.es/w3//recursos/primaria/matematicas/pesomasa/menu.html

Fricciónhttp://apuntes.infonotas.com/pages/fisica/fuerzas/faq-fisica-8.php

Leyes de Newtonhttp://web.educastur.princast.es/proyectos/fisquiweb/Dinamica/index.htm

Leyes de Keplerhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material121/unidad3/kepler.htm