Capítulo 4 FISICA

 

Capítulo 4   Leyes de Movimiento

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Introducción - La mecánica clásica describe la relación que hay entre el movimiento de objetos de uso cotidiano y las fuerzas que actúa sobre él. Existen condiciones bajo las cuales la mecánica clásica se aplica o solo se aplica en forma limitada

- Sin embargo para objetos grandes que se mueven con cierta lentitud podemos realizar cálculos precisos con el uso de las leyes de la mecánica clásica.

F2 – 90°

F1 F3 – 180°

F4 – 0°

F4

F3

M

F1 – 270°

F2

 

4.1 Conceptos de Fuerza - Podemos definir la fuerza como cualquier tipo de puje o jalón sobre un objeto, además la fuerza es una cantidad vectorial que puedes cambiar el estado de un objeto cuando se ejerce sobre el mismo

F= Fuerza

Newton, Libra

4.2 Primera ley de newton - Todo cuerpo continua en su estado de repasos o de velocidad constante en

línea recta a menos que una fuerza neta que actúa sobre el obligue a cambiar ese estado

-  Fuerza Neta ∑  FX = 0

Es la suma vectorial de todas las fuerzas externas

∑ FY = 0

ejercidas sobre el objeto

 

° Una pequeña bola de acero se proyecta horizontalmente desde la pared

superior de una escalera. La velocidad inicial de la ola es de 3m/ u cada escalón tiene 0.18m de altura y de 0.3 de ancho ¿En qué escalón cae la bola?

 

  Inercia y Masa

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La inercia es la tendencia de un objeto para continuar su movimiento en ausencia de su fuerza, mientras que la masa es una medida

4.3 Segunda ley de Newton La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él, he inversamente proporcional a la masa, además siempre tendrá la misma dirección que la fuerza neta aplicada

FNeta = ma 

A = FNeta M

  F = Fuerza

Newton, Libras



m= masa

1 Libra = 4.45 1N = Kg (m) /s2

1 Slug = 14.6 Kg

1 Libra = (Slug) (pie)/s2

A = Aceleración m/s2

,

pie/s2

Kg, Slug

 

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  Ecuaciones a Utilizar en problemas de aceleración constante

1 VF= Vo + at

g (Tierra) = 9.8m/s

2 X= (Vf + Vo) t

g (Luna) =9.8m/s 2

2

3 Vf₂= Vo + 2ax

g =32 pies (Ingles)

4 X= Vot + at₂  

s₂ 

2

  Peso

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Es la magnitud de la fuerza f uerza gravitacional que actúa sobre un objeto de masa “n” cerca de la superficie terrestre se llama peso del  objeto

W= Mg

m= masa Kg, Slug

g= Gravedad

M= W/g

g= w/m

w= Peso Newton Libras

 

4.1 Tercera ley de Newton Las fuerzas en la naturaleza siempre existen en pares, es decir siempre un objeto ejerce una fuerza sobre otro objeto el segundo ejerce una fuerza igual y opuesta sobre el primero. Acción - reacción 1

2

F12 = - F21

4.5 Aplicaciones de la ley de Newton 

  2ᵃ Ley de Newton Caso 1 Movimiento Horizontal

1.  FNeta = ma

Caso 2. Movimiento vertical hacia arriba

F= w = ma

M

F=w + ma

A= F - w m

 

  Caso 3. Movimiento vertical hacia abajo 

M

T-w = ma

Problema. Cuál es la fuerza neta que actúa sobre un auto de 4,000 libas de peso que acelerar a razón de 13 pies / segundo al cuadrado Fuerza neta= ?

 

Un trineo – cohete de 524 kg puede acelerar desde el reposo hasta 1620 km/h en 1.82s ¿Cuál es la fuerza neta requerida?

Una cubeta de agua de 5 kilogramos es subida desde un pozo por una cuerda si la aceleración de la cubeta hacia arriba es de 3m/s encuentra la fuerza ejercida por la cuerda sobre la cubeta.

 

*Modelo de Examen Un elevador y su carga tienen una masa combinada de 1600 kg encontrar la tensión en el cable cuando el elevador que originalmente se mueve hacia abajo a razón de 12m sobre se segundo gundo es traído al reposo con aceleración aceleración constante a una distancia de 42 m

 

  Primera Ley de Newton



∑ Fx = 0

∑Fy = 0 

Aplicaciones Un objeto de 300N cuelga atado a dos cuerdas como se observa en la sig. Figura calcular la tensión en las cuerdas A y B

W= 300 N A y B son fuerzas Pasó 2 Traza DCL

 

Paso 3 Aplicar formulas 

  ∑ Fx= 0

∑ Fy= 0



  Bx + Ax= 0

Bx +Ax =0

Bcos 40° + Acos 12’°= 0

Bsen 40° + Asen 120° + Wsen 270°= 0