Guia Fisica Examen Unam Licenciatura 2011

Movimiento uniformemente acelerado

En física, el movimiento uniformemente acelerado (MUA) es aquel movimiento en el que la aceleración que experimenta un cuerpo permanece constante (en magnitud y dirección) en el transcurso del tiempo.

Existen dos tipos de movimiento, caracterizados por su trayectoria, de esta categoría:

1. El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, en el que la trayectoria es rectilínea, que se presenta cuando la aceleración y la velocidad inicial tienen la misma dirección.

2. El movimiento parabólico, en el que la trayectoria descrita es una parábola, que se presenta cuando la aceleración y la velocidad inicial no tienen la misma dirección.

En el movimiento circular uniforme, la aceleración tan solo es constante en módulo, pero no lo es en dirección, por ser cada instante perpendicular a la velocidad, estando dirigida hacia el centro de la trayectoria circular (aceleración centrípeta).Por ello, no puede considerarsele un movimiento uniformemente acelerado, a menos que nos refiramos a su aceleración angular.

2. Fuerzas, leyes de Newton y Ley de la Gravitación Universal

2.1 Factores que cambian la estructura o el estado de movimiento de objetos

Factores que cambian la estructura o el estado de movimiento de objetos: Son todas aquellas fuerzas y conceptos que a continuación se definen.

Fuerza por contacto: Es aquella fuerza de rozamiento que se genera cuando un cuerpo móvil choca con un cuerpo estático o en reposo surgiendo un movimiento en este segundo cuerpo.

Fuerza a distancia: Es aquella fuerza que surge por medio de la repulsión o atracción que genera un cuerpo en movimiento hacia otro que se localiza en reposo, la cual genera movimiento en este segundo cuerpo. Por ejemplo las cargas eléctricas del mismo signo se repelen haciendo que el cuerpo en reposo tenga movimiento.

Fuerzas activas: Son aquellas fuerzas de acción que se encuentran dentro de un cuerpo en movimiento o en reposo, las cuales actúan para llevar a cabo un desplazamiento.

Fuerzas reactivas: Son aquellas fuerzas de reacción que actúan dentro de un cuerpo al recibir una fuerza externa contraria a su movimiento o estado de reposo.

Peso de un cuerpo: Es igual a la fuerza gravitacional que ejerce dicho cuerpo sobre la superficie de la tierra, en otras palabras, es el producto de la masa del cuerpo por la aceleración gravitacional.

G= N

m=kg

g=9.8 m/s2

G= mg

2.2 El concepto de fuerza

En física, la fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas se habla de interacción). Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.

En el Sistema Internacional de Unidades, la fuerza se mide en newtons (N).

2.3 El carácter vectorial de la fuerza

Toda fuerza está representada por magnitudes vectoriales, las cuales se representan por medio de una flecha en el plano cartesiano y para obtener los componentes se requiere conocer lo siguiente:

•Dirección de la fuerza: Recta en la que se mueve, esta puede ser este u oeste y/o el ángulo que forma con una horizontal x.

•Sentido de la fuerza: Hacia donde se dirige arriba, abajo, izquierda y derecha; la representa la punta de la flecha.

•Magnitud del desplazamiento: Es la medida de escala escogida para la representación en el plano.

•Punto de partida de la fuerza: Lugar donde

2.4 Superposición de fuerzas

¿A qué se le llama “principio de superposición de fuerzas”?

Se conoce como principio de superposición de fuerzas al hecho de que podemos sustituir un grupo de fuerzas que son aplicadas a un punto (x), por alguna otra fuerza (R) siempre y cuando se mantenga la relación de fuerzas en el sistema. Simplemente es una manera de simplificar el sistema, utilizando un solo dato.

2.5 Primera Ley de Newton

La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que:

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.

Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre él. Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la fricción.

En consecuencia, 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.

2.6 Segunda Ley de Newton

La segunda ley del movimiento de Newton dice que el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

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. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento

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