Trabajo Fisica

Objetivos

Tema 5:

Leyes del movimiento

(Problemas tomados del libro de(Serway & Jewett Jr., 2008))

Datos para poder dar solución al problema 23 u otro problema del tema 5.

LEYES DEL MOVIMIENTO

Primera Ley ( ley de la inercia)

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o de movimiento uniforme y en línea recta, salvo en cuanto mude su estado obligado por fuerzas exteriores.

Segunda Ley (f=m.a)

El cambio del movimiento es proporcional a la fuerza motriz imprimida y se efectúa según la línea recta en dirección de la cual se imprime dicha fuerza.

Tercera Ley ( ley de acción y reacción)

A toda acción se opone siempre una reacción contraria e igual; es decir: que las acciones entre dos cuerpos son siempre iguales entre sí y dirigidas en sentido contrario. Todo cuerpo que oprime o atrae hacia sí a otro, es, a su vez, oprimido o atraído. Si alguien oprime una piedra con el dedo, también su dedo es oprimido por la piedra.

Solución a problemas de dinámica

A la hora de resolver un problema de Dinámica, lo primero que hemos de hacer es ver cuáles son las fuerzas que actúan sobre cada uno de los cuerpos que aparezcan en el problema. Una vez hecho esto, representar el Diagrama de cuerpo libre para cada uno de los cuerpos que haya no es más que representar para cada cuerpo por separado las fuerzas que actúan sobre él.

Para esto se tienen en cuenta las fuerzas especiales:

Normal: fuerza perpendicular a un plano.

Peso: fuerza siempre dirigida hacia el centro de la trayectoria.

Tensión: fuerza que se ejerza en una cuerda.

Fricción: fuerza que está dirigida en contra de sentido del movimiento

El siguiente paso para resolver el problema consiste en hacer uso de la Segunda ley de Newton para relacionar las fuerzas que actúan sobre cada cuerpo con las aceleraciones de cada uno de ellos. Como las fuerzas son vectores, habrá que aplicar la Segunda ley de Newton para cada una de las componentes de la fuerza (generalmente las componentes x e y). Para ello elegiremos un sistema de referencia. Esto no es más que decidir qué dirección será el eje x y cuál el eje y y cuáles serán los sentidos positivo y negativo. Una vez decididos cuáles serán los ejes de coordenadas, sólo tenemos que escribir la ecuación F = m.a para cada eje.

Además estas ecuaciones deben cumplir la ley de acción y reacción, por ejemplo:

En un plano horizontal

Asi en el objeto 1. T=m1g

En el objeto 2. N=m2g

T2-T1+Fr=ma

Objeto 3. T=m3g

En planos inclinados tenemos:

donde el peso se trabaja según sus componentes vectoriales

16. Un motociclista se dirige al sur a 20.0 m/s durante 3.00 min, luego da vuelta al oeste y viaja a 25.0 m/s durante 2.00 min y finalmente viaja al noroeste a 30.0 m/s durante 1.00 min. Para este viaje de 6.00 min, encuentre a) el desplazamiento vectorial total, b) la rapidez promedio y c) la velocidad promedio. Sea el eje x positivo que apunta al Este.

CONCEPTOS Y FÓRMULAS PARA TENER EN CUENTA

-Vector: Es un segmento de recta orientado, que sirve para representar las magnitudes vectoriales.

-La posición de una partícula es la ubicación de la partícula respecto a un punto de referencia elegido que se considera el origen de un sistema coordenado.

- Distancia es la longitud de una trayectoria seguida por una partícula.

-El desplazamiento es un vector Δѓ= ѓƒ - ѓi y el desplazamiento de la partícula es la diferencia entre su posición final y su posición inicial.

-La Velocidad Promedio ṽprom de una partícula durante el intervalo de tiempo se define como el desplazamiento de la partícula dividido entre el intervalo de tiempo:

ṽprom=Δѓ/Δt

-La dirección del vector velocidad instantánea en cualquier punto en la trayectoria de una partícula es a lo largo de una línea tangente a la trayectoria en dicho punto y en la dirección del movimiento.

-La magnitud del vector velocidad instantánea de una partícula se llama rapidez de la partícula, que es una cantidad escalar.

-La rapidez es la distancia que recorre un objeto en una determinada cantidad de tiempo y es directamente proporcional a la distancia e inversamente proporcional al tiempo .

La unidad del SI de la rapidez promedio es la misma que la unidad de velocidad promedio: metros por segundo. Sin embargo, a diferencia de la velocidad promedio, la rapidez promedio no tiene dirección y siempre se expresa como número positivo. Entonces la diferencia entre rapidez y velocidad es que esta última es el desplazamiento dividido entre el intervalo del tiempo, mientras que la rapidez es la distancia dividida entre el intervalo de tiempo:

Rapidez:

Propuesta

Ejercicio 23

La distancia entre dos postes de teléfono es de 50.0 m. Cuando un ave de 1.00 kg se posa sobre el alambre del teléfono a la mitad entre los postes, el alambre se comba 0.200 m. Dibuje un diagrama de cuerpo libre del ave.

¿Cuánta tensión produce el ave en el alambre? Ignore el peso del alambre

Justificación

Resumen del punto 2.

Ejercicio 3

La ley de gravitación universal de Newton se representa por: Aquí F es la magnitud de la fuerza gravitacional ejercida por un objeto pequeño sobre otro, M y m son las masas de los objetos y r es una distancia.

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