Fuerzas estatica y gravitatoria

1. ¿La masa gravitatoria de un cuerpo es el cociente entre la fuerza neta ejercida por un cuerpo y la aceleración que adquiere?

Verdadero

1.  2. ¿La masa es conocida como el valor de la fuerza de atracción que la tierra ejerce sobre ella?

Falso. Es el peso  la fuerza con que la Tierra atrae a un cuerpo, por acción de la gravedad

1. ¿La segunda ley de Newton es conocida como la ley fundamental de la dinámica?

Verdadero

1. ¿La ley de inercia se define como todo cuerpo en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme tiende a mantener su estado, siempre y cuando sobre el actué una fuerza externa?

Falso. La primera Ley de Newton o de inercia establece que si no se aplica ninguna fuerza o la suma de fuerzas que se le aplica a un cuerpo es nula, este permanecerá en reposo si estaba en reposo, o en movimiento rectilíneo uniforme si se encontraba en movimiento.

1. ¿Un cuerpo está en equilibrio cuando se modifica su estado de reposo o de movimiento?

Cuando un cuerpo esta sometido a un sistema de fuerzas, que la resultante de todas las fuerzas y el momento resultante sean cero, entonces el cuerpo está en equilibrio. Es decir que su estado no se vea alterado.

1. ¿La dinámica es la parte de la mecánica encargada de estudiar la fuerza y sus causas?

Falso. Dinámica es la parte de la mecánica que estudia la relación entre el movimiento y las causas que lo producen (las fuerzas)

1. ¿La fuerza es toda causa capaz de originar dos clases de efectos: El dinámico y el deformador

Verdadero.

1. ¿El peso de un cuerpo es la fuerza con que él es atraído por la fuerza de atracción?

Falso. El peso es la fueza de atraccion que ejerce la tierra sobre los cuerpos

1. ¿La aceleración que adquiere un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre él, e inversamente proporcional a su masa?

Verdadero.

1. ¿Las fuerzas nucleares son las fuerzas que surgen como la interacción entre las cargas eléctricas y magnéticas, las cuales pueden ser repulsivas y atractivas?

Verdadero.

Puntos a investigar 

Reseña histórica del contenido. 

Definición de estática. 

La estática es la rama de la física que analiza los cuerpos en reposo: fuerza, par / momento y estudia el equilibrio de fuerzas en los sistemas físicos en equilibrio estático, es decir, en un estado en el que las posiciones relativas de los subsistemas no varían con el tiempo.

La fuerza como magnitud vectorial. 

En física, la fuerza es una magnitud vectorial que mide la razón de cambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas. Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales

[pic 1]

Elementos de una fuerza. 

Sobre un cuerpo se pueden ejercer diferentes fuerzas y cada una de ellas puede producir un efecto distinto sobre él. Piensa, por ejemplo, en lo que ocurre cuando empujas una mesa y en lo que ocurre cuando la golpeas. Aunque en ambos casos aplicas una fuerza sobre ella, el resultado de tu fuerza es diferente. Por esto, para distinguir una fuerza de otra, es necesario conocer los factores que las determinan.

El concepto de fuerza requiere distinguir los siguientes elementos: la dirección, el sentido, la intensidad y el punto de aplicación.

• La dirección de una fuerza indica la forma como se ejerce esa fuerza (horizontal, vertical, oblicua.)
• El sentido de una fuerza indica el lugar hacia el cual se ejerce esa fuerza (hacia arriba, hacia abajo, hacia la izquierda…)
• La intensidad de una fuerza es el valor de esa fuerza expresada en Newton. Matemáticamente, la intensidad de una fuerza es el producto de la masa por la aceleración (f = m x a). Las fuerzas se miden con un aparato llamado dinamómetro
• El punto de aplicación de una fuerza es la parte del cuerpo sobre la cual se ejerce esa fuerza (en su parte superior, en su parte inferior, en uno de sus lados, etc.)

[pic 2]

Cuerpo rígido. 

Un cuerpo rígido es aquel cuya forma no varía pese a ser sometido a la acción de fuerzas externas. Eso supone que la distancia entre las diferentes partículas que lo conforman resulta invariable a lo largo del tiempo.

La fuerza como vector deslizante. 

Se denominan "vectores deslizantes" los vectores que se consideran iguales si, además de tener sus módulos, direcciones y sentidos iguales, tienen la misma línea de acción (recta sobre la cual actúan). Una fuerza actuando sobre un cuerpo y desplazándolo en línea recta es un claro ejemplo de vector deslizante.

[pic 3]

Centro de masas. 

El centro de masas representa el punto en el que suponemos que se concentra toda la masa del sistema para su estudio. Es el centro de simetría de distribución de un sistema de partículas.

[pic 4]

Coordenadas del centro de masas. (con un ejercicio resuelto). 

Centro de masa de un sistema de partículas son:

X= Σ mx / Σ m
Y= Σ my / Σ m

donde,

m: es la masa de cada partícula
x: es la abscisa de cada partícula
y: es la ordenada de cada partícula

Las sumas representadas por los símbolos sumatorios son algebráicas, es decir, se debe sustituir cada coordenada con el signo que le corresponda

Determinar la posición del centro de masas del sistema de partículas de la figura

• La posición de la masa m1=2 kg es →r1=2ˆi+2ˆjr1→=2i^+2j^
• La posición de la masa m2=4 kg es →r2=−3ˆjr2→=−3j^
• La posición de la masa m3=1 kg es →r3=−4ˆir3→=−4i^

[pic 5]

[pic 6]

Centro de gravedad. 

El centro de gravedad es el punto a través del cual la fuerza de gravedad actúa sobre un objeto o un sistema. En la mayoría de los problemas de mecánica, se supone que el campo gravitacional es uniforme. Entonces, el centro de gravedad está exactamente en la misma posición que el centro de masa. Los términos del centro de gravedad y del centro de masa a menudo tienden a usarse de manera intercambiable, ya que suelen estar en la misma ubicación.

Determinación experimental del centro de gravedad. 

Si el cuerpo es regular, es muy sencillo localizarlo: la intuición indica que estará en su centro geométrico.

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Observa que en todos estos casos el centro de gravedad está dentro del cuerpo. Pero ¿siempre es así?. Fíjate ahora lo que sucede en el caso de objetos como los flotadores o los neumáticos. En estos casos, el cdg está en un punto que no pertenece al cuerpo.

[pic 8][pic 9]

Estudio del equilibrio. 

El estudio del equilibrio de un cuerpo rígido consiste básicamente en conocer todas las fuerzas, incluidos los pares que actúan sobre él para mantener ese estado.

Por ahora se analizarán las fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo, es decir las fuerzas que otros cuerpos, unidos o en contacto con él, le ejercen.  Estas fuerzas son las fuerzas aplicadas por contacto, el peso y las reacciones de los apoyos.  Las fuerzas aplicadas y el peso en general son conocidos, entonces el estudio del equilibrio consiste básicamente en la determinación de las reacciones.

Tipos de equilibrio. 

Tipos de equilibrio

1. Equilibrio Estático: la habilidad de mantener el cuerpo erguido y estable sin que exista movimiento.
2. Equilibrio Dinámico: habilidad para mantener el cuerpo erguido y estable en acciones que incluyan el desplazamiento o movimiento de un sujeto. El equilibrio depende de un conjunto de fuerzas que se oponen entre sí y   las cuales están reguladas por el sistema nervioso central (SNC).
3. Centro de gravedad: el centro de gravedad de un cuerpo es el punto respecto al cual las fuerzas que la gravedad ejerce sobre los diferentes puntos materiales que constituyen el cuerpo producen un momento resultante nulo.

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Composición de fuerzas. 

Cuando sobre un cuerpo actúan más de una fuerza, la acción de todas ellas se puede remplazar por una fuerza resultante que se obtiene “sumando” vectorialmente cada una de ellas.

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