RESÚMENES Y CONCLUSIONES ; INTERACCIONES. SEGUNDA LEY DE NEWTON
JOVENES TOMEN EN CUENTA ESTE RESUMEN Y REPANSENLO, LUEGO LES PASO LOS EJERCICIOS. USTEDES PUEDEN INVESTIGAR PROBLEMAS TIPO COMO LOS PRESENTADOS EN ESTE RESUMEN DONDE EN TEXTO O EN INTERNET.
YA ESTUDIAMOS LA FUERZA UNA MAGNITUD VECTORIAL Y SU COMPOSICIÓNY Y DESCOMPOSICIÓN EN OTROS VECTORES DE FUERZA. ENTONCES LAS FUERZAS SON CONSECUENCIAS DE LAS INTERACCIONES Y SON LAS INTERACCIONES LAS QUE OCASIONAN FUERZAS.
DE ACUERDO A LO ANTERIOR SABIENDO CUANTAS INTERACCIONES HAY SOBRE UN CUERPO PODEMOS SABER CUANTAS FUERZAS HAY APLICADAS SOBRE EL CUERPO, POR LO TANTO ES IMPORTANTE RESALTAR QUE EL NUMERO DE FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE UN CUERPO NO ES IGUAL AL NÚMERO DE INTERACCIONES ( CASO LANZAR LA PELOTA CONTRA LA PARED ).
ES IMPORTANTE RECORDAR AL REPRESENTAR FUERZAS SOBRE UN CUERPO. CONSIDERAR ESTE CUERPO UN PUNTO.. CUERPO PUNTUAL.
FUERZAS EN LA NATURALEZA ( FUERZAS MECANICAS ESPECIALES)
FUERZA NORMAL( N) ,,FUERZA de Roce o FRICCIÓN (Fr) ,, FUERZA DE TENSIÓN,(T)
LA FUERZA NORMAL(N) ES SIEMPRE PERPENDICULAR A LAS SUPERFICIES EN CONTACTO.
FUERZA DE FRICCIÓN o ROCE ( Fr) ES SIEMPRE HORIZONTAL A LAS SUPERFICIES EN CONTACTOS Y SE OPONE AL MOVIMIENTO DEL CUERPO.
LAS CUERDAS EN CONTACTO CON CUERPOS ORIGINAN LA FUERZA LLAMADA TENSIÓN. ESTA SIEMPRE ES CONSTANTE PORQUE SE CONSIDERAN SIN MASA Y SIN PESO.-
ES IMPORTANTE RESALTAR LA FUERZA NORMAL Y LA FUERZA DE ROCE ESTÁN RELACIONADAS POR LA EXPRESIÓN FR = miu por N LA CUAL SE DENOTA CON LA FORMULA,
COEFICIENTE DE FRICCIÓN QUE PUEDE SER ESTÁTICO O DINÁMICO Y SU VALOR DEPENDE DE LA NATURALEZA DE LAS SUPERFICIES
DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L)
ES UN DIBUJO DE UN CUERPO O PARTÍCULA AISLADA EN DONDE SE INDICAN LAS FUERZAS APLICADAS SOBRE ÉL, QUE SON CONSECUENCIAS DE INTERACCIONES CON OTROS CUERPOS EXTERIORES
EJEMPLOS DE DIAGRAMA DE CUERPÒ LIBRE
EJERCICIO REPASO FUERZA RESULTANTE
CALCULAR LA FUERZA RESULTANTE SOBRE CADA EJE Y LA FUERZA RESULTANTE SOBRE EL CUERPO DANDO SU DIRECCIÓN Y SENTIDO EN LA SIGUIENTE REPRESENTACIÓN
PRIMERAMENTE DEBEMOS PROYECTAR EL VECTOR F PARA HAllar las COMPONENTES ( Fx ,Fy), luego determinar para cada eje el valor de la fuerza resultante sabiendo en este caso las fuerzas orientadas hacia la derecha y hacia arriba son positivas y las fuerzas orientadas hacia abajo y hacia la izquierda son negativas y por ultimo la fuerza resultante que actua sobre el cuerpo se determina mediante teorema de pitágora
.
Fx = F . COS 60º ; Fx = 20 New. cos60º entonces Fx = 10 New
Fy = F. sen 60º ,Fy = 20 New. sen60º entonces Fy = 17,3 NEW
fx = Fx
la fuerza resultante en el eje x = 10 New
fy = -P +Fy
la fuerza resultante en el eje y es - 35New + 17,3 New = -17,7 New
la fuerza resultante sobre el cuerpo y su dirección y sentido
TODO LO ANTERIOR CITADO ES IMPORTANTE PARA EL CASO DE LA EVALUACIÓN PRIMERO DE JUNIO. POR FAVOR NO SE ASUSTEN, SEGUNDA LEY DE NEWTON LEY FUNDAMENTAL DE LA DINÁMICA CUYA FORMULA ES F = m.a.
EJERCICIOS RESUELTOS REFERENTE A LA SEGUNDA LEY DE NEWTON:LEY DE LA MASA
1.- Un automóvil de 600 kg, incluyendo la masa del conductor, sube con una velocidad constante de 60 km/h por una pendiente de 20º, calcular la fuerza necesaria que debe aplicar paralela al plano para que el auto suba con velocidad constante, coeficiente de fricción entre las superficies 0,2.
DIBUJO
ECUACIONES F = M.a EL AUTOMÓVIL SUBE CON VELOCIDAD CONSTANTE POR LO TANTO SU ACELERACIÓN ES CERO RESULTANDO LAS SIGUIENTES ECUACIONES
.Ecuación de fuerza en el eje X
F -Px -Fr = 0 ecuación 1
Ecuación de fuerza en el eje y
N -Py = 0 ecuación 1
Ecuacion de fuerza de roce
Fr = u.N ecuaciòn 3
Solucion
Py = P. cos 20º entonces P = M.g ; P = 600Kg . 10 m/s2 ; P = 6000 New
Py = 6000kg .cos20º ; calculadora resuelve Py = 5638 New
de la ecuacion 2 se tiene que Py = N ; ENTONCES , N = 5638 New.
de la ecuacion 3, ; SUSTITUYENDO SE TIENE QUE: Fr =0,2 .5638 New el resultado
Fr = 1128 New
Px = P,sen20º . YA SABEMOS QUE P= 6000 New. entonces Px = 6000kg,sen20º
Px =2052 New.
De la ecuacion 1 despejamos la F que es la fuerza necesaria que se debe aplicar paralela al plano para que el auto suba con velocidad constante
F = 1128 New + 2052 New
F = 3180 new
2,. Un cuerpo de 5kg en reposo es movido sobre un plano horizontal por accion de una fuerza 30 New que se aplica al cuerpo formando un ángulo de 30º pòr debajo de la horizontal, ( fr= 0) o sea no hay roce,¿ calcular la velocidad del cuerpo después de 10 s de aplicada la fuerza? . ¿ CUAL ES EL VALOR de la fuerza normal?
F= m.a
EN EL EJE X
Fx = m . a
EN EL EJE Y : a =0
----Fy +N = 0
En el eje X. La ecuación de fuerza es Fx = m.a
En el y . La ecuación de fuerza es N-Fy = 0
AHORA BIEN EL PROBLEMA PIDE DETERMINAR Vf y la Fuerza Normal. (N) Entonces:
Vf = Vo + a.t : Vo = 0
a = Fx/m
Vf = a.t
N = Fy
SOLUCION
buscamos las componentes Fx y Fy F x cateto adyacente y Fy cateto opuesto
Fx = F. . cos 30º Fy = F . sen30º
Fx = 30 New,cos30º Fy = 30 New. sen30º
Fx = 25,98 New Fy = 15 New
a = 25,98 New / 5kg
a = 5,2 m/s2
Vf = 5,2 m/s2 . 10 s
Vf = simplificando unidad potencia cuadrado segundo con segundo resulta
Vf = 52 m/s
N = Fy
N = 15 New
3.-Tres cuerpos de masas como lo muestra la figura .Calcular la aceleración del sistema y la tensión de los cables, NO HAY ROCE
Considerando el movimiento de los cuerpos hacia la izquierda movimiento natural aquí considero las fuerzas hacia la izquierda y hacia abajo positiva y por ende también la aceleración en ese sentido también sera positiva
RESOLVIENDO SISTEMA DE ECUACIONES 1, 2, 3 Y CONDICION DEL PROBLEMA NO HAY ROCE, POR LO TANTO Fr1 y Fr2 =0
OBSERVACION:
ESTUDIANTES OBSERVEN CONDICIONES QUE HAY QUE TOMAR EN CUENTA AL RESOLVER ESTOS TIPOS DE PROBLEMAS RELATIVOS A LA SEGUNDA LEY DE NEWTON, ENTRE ESTAS CONDICIONES SON: EL DIBUJO, EL DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE, LAS COMPONENTES DE LAS FUERZAS SI ESTA FORMA UN CIERTO ANGULO CON LA HORIZONTAL. LOS QUE CONLLEVA A ESCRIBIR LA ECUACION DE FUERZA PARA CADA CUERPO REFERIDO EN EL PROBLEMA. IMPORTANTE RESALTAR QUE AL ESCRIBIR LA ECUACION DE FUERZA SE DEBE TOMAR EN CUENTA HACIA QUE LADO VA EL MOVIMIENTO DEL CUERPÒ PARA COLOCAR LOS SIGNOS RESPECTIVOS PARA LA ACELERACION Y LA FUERZA .
NOTA LA FUERZA RESULTANTE ES DIRECTAMENTE PROPOCIONAL A LA ACELERACIÓN .
´´NO ES QUE SEA MUY LISTO, ES QUE ME QUEDO DURANTE MAS TIEMPO TRABAJANDO EN LOS PROBLEMAS´´
ALBERT EINSTEIN
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