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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR
SISTEMA DE APRENDIZAJE INTERACTIVO A DISTANCIA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN MÉRIDA
Alumna :
• González Linda
CI.27.779.766
ING DE SISTEMAS
FÍSICA I 2020-1
• Es el estudio del movimiento de un objeto, y de las relaciones de este
movimiento con conceptos físicos tales como la fuerza y la masa. Dicho en
otras palabras es el estudio del movimiento atendiendo a las causas que lo
producen.
• La Dinámica estudia el efecto de la interacción entre los cuerpos. Para
simplificar se consideraran los cuerpos como partículas.
• El movimiento de un cuerpo cambia cuando este interactúa con otros cuerpos.
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• La estática determina las
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• Fuerza se define como toda acción o
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• Sistema Internacional de Unidades: La fuerza se mide a
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• Sistema Técnico: Mide la fuerza según unidades técnicas de
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• Sistema anglosajón de unidades: Su medida de fuerza es la
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Es aquella que ejerce una
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superficie es horizontal y no
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la modifique (como por
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normal es igual al peso pero
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• La magnitud del peso es 𝐹𝑔 = 𝑚𝑔 con
𝑔 siendo la aceleración de gravedad.
• La dirección es hacia abajo (centro
de la Tierra).
• El peso siempre apunta hacia el
centro de la Tierra (u otro cuerpo
similar, ejemplos: Luna, planeta
Marte, entre otros).
Las fuerzas que actúan sobre los
cuerpos rígidos se pueden dividir
en dos grupos: 1) fuerzas
externas y 2) fuerzas internas.
• Las fuerzas externas representan la
acción que ejercen otros cuerpos
sobre el cuerpo rígido en
consideración. Ellas son las
responsables del comportamiento
externo del cuerpo rígido. Las
fuerzas externas causan que el
cuerpo se mueva o aseguran que
éste permanezca en reposo.
• Las fuerzas internas son aquellas
que mantienen unidas las
partículas que conforman al
cuerpo rígido. Si éste está
constituido en su estructura por
varias partes, las fuerzas que
mantienen unidas a dichas partes
también se definen como fuerzas
in ternas.
Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, a la fuerza
entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al
movimiento entre ambas superficies (fuerza de fricción dinámica) o a
la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción
estática).
FUERZA DE ROZAMIENTO ESTATICO
Esta fuerza surge cuando la superficie
rugosa de un cuerpo intenta deslizarse
sobre la superficie rugosa de otro
cuerpo. La fuerza de rozamiento
estático es tangente a la superficie de
contacto y se manifiesta en dirección
contraria al posible deslizamiento de la
superficie de dicho cuerpo respecto a
otra.
FUERZA DE ROZAMIENTO CINETICO
Es aquella fuerza que surge cuando la
superficie rugosa de un cuerpo desliza
sobre otra (con velocidad constante o
con aceleración) que también es
rugosa. Esta fuerza también es
tangente a las superficies en contacto,
y se opone al deslizamiento de una
respecto de la otra
Estado de un cuerpo sometido a
la acción de fuerzas opuestas
que lo atraen. Se denomina
tensión a la fuerza que es
ejercida mediante la acción de un
cable, cuerda, cadena u otro
objeto sólido similar.
• La tensión es la fuerza que se hace
a través de una cuerda.
• La magnitud de la tensión será
igual a ambos lados de la cuerda.
• La dirección dependerá de la
dirección de la cuerda.
En estos diagramas, se escoge un
objeto o cuerpo y se aísla,
reemplazando las cuerdas, superficies u
otros elementos por fuerzas
representadas por flechas que indican
sus respectivas direcciones. Por
supuesto, también debe representarse
la fuerza de gravedad y las fuerzas de
fricción. Si intervienen varios cuerpos,
se hace un diagrama de cada uno de
ellos, por separado.
Es el gráfico de un cuerpo o
sistema, el cual se
representa en forma aislada
o libre, donde se muestran
todas las fuerzas externas
que actúan sobre el cuerpo
o sistema.
DINÁMICA Y EQUILIBRIO ESTÁTICO
DINÁMICA Y EQUILIBRIO ESTÁTICO
Las leyes del movimiento de Newton
describen la relación entre las fuerzas
que actúan sobre un cuerpo y el
movimiento de este cuerpo debido a
dichas fuerzas. Estas constituyen los
principios fundamentales usados para
analizar el movimiento de los cuerpos y
son la base de la mecánica clásica.
Ley de Inercia
“Todo cuerpo continuará en su estado de reposo o de
velocidad constante en línea recta, a menos que una
fuerza neta que actúe sobre el cuerpo el lo obligue a
cambiar este estado de reposo o de movimiento”
• Considérese un cuerpo sobre el cual no actúa ninguna fuerza
neta. Si el cuerpo esta en reposo, permanecerá en reposo. Si el
cuerpo esta moviéndose a velocidad constante, continuara
haciéndolo así.
• No existe una diferencia entre un cuerpo en reposo y uno que se
mueva velocidad constante, ambos son “naturales” si la fuerza
neta que actúa sobre el cuerpo es cero.
• Cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, mayor será su tendencia
de permanecer en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme.
• Pensemos en un conductor que lleva un carro a una
determinada velocidad, se atraviesa un perro delante del carro
y el conductor frena rápidamente. En esta situación los
pasajeros continúan el movimiento y son lanzados hacia
adelante.
• El pedaleo de una bicicleta permite que la misma continúe
avanzando varios metros sin tener que pedalear, gracias a la
inercia producida por el pedaleo inicial.
Ley fundamental de la dinámica
“La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la
fuerza neta que actúa sobre el cuerpo e inversamente proporcional
a su masa.”
a =F/m
• La dirección de la aceleración es la misma como en la fuerza neta.
Donde F es el resultante de las fuerzas que actúan sobre el
cuerpo; m, la masa del cuerpo; a, la aceleración del cuerpo.
• En el sistema internacional las unidades de medida son:
Para F (fuerza): newton (N).
Para m (masa): kilogramos (kg).
Para a (aceleración): metros por segundo al cuadrado (m/s2).
• Es importante resaltar que la fuerza es un vector, es decir, posee
módulo, dirección y sentido. Por lo tanto, cuando varias fuerzas actúan
sobre un cuerpo, ellas se suman vectorialmente y el resultado es la
fuerza resultante.
• Un carrito de mercado es más fácil de mover si está vacío, esto
es, requiere menos fuerza para moverlo porque tiene menos
masa. En cambio, si está lleno, cuesta más moverlo.
• Al colocar pelotas de diferente masa en una superficie plana y
aplicarles la misma fuerza. La pelota más liviana se desplazará
a mayor velocidad que aquella con una masa mayor.
Ley de acción y reacción
“Si dos cuerpos interactúan, la fuerza que el cuerpo 1 ejerce
sobre el cuerpo 2 es igual y opuesta a la fuerza que el cuerpo 2
ejerce sobre el cuerpo 1”.
• A cada acción corresponde una reacción igual y opuesta. Cuando
dos cuerpos ejercen fuerzas mutuas entre si, las dos fuerzas son
siempre de igual magnitud y de dirección opuesta.
• De esta manera, las fuerzas de acción y reacción, que actúan en
pares, no se equilibran, una vez que están aplicadas en cuerpos
diferentes.
• Esta propiedad de las fuerzas fue demostrada con experimentos y
expresada por Newton en su Tercera Ley de Movimiento.
• Hay dos patinadores, parados uno frente al otro. Si uno de
ellos empuja al otro, ambos se moverán en sentidos opuestos.
• Cuando tenemos que mover un sofá, o cualquier objeto
pesado. La fuerza de acción aplicada sobre el objeto hace que
este se desplace, pero al mismo tiempo genera una fuerza de
reacción en dirección opuesta que percibimos como una
resistencia del objeto.
• Cuando un cuerpo está 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. Esto, físicamente, significa que el cuerpo, a menos que esté en
movimiento uniforme rectilíneo, no se trasladará ni podrá rotar bajo la acción
de ese sistema de fuerzas.
• El cuerpo rígido es un caso especial de un sistema de partículas. Es un cuerpo
ideal en el cual las partículas que lo componen no modifican su posición
relativa entre ellas, cualquiera sea la fuerza o torque a la que esté sometido.
Las condiciones bajo las cuales un cuerpo rígido permanece en equilibrio son
que la fuerza externa resultante y el torque externo resultante respecto a un
origen arbitrario son nulos.
El momento de torsión se determina por
tres factores:
• La magnitud de la fuerza aplicada.
• La dirección de la fuerza aplicada.
• La ubicación de la fuerza aplicada.
• Por tanto, definiremos el momento
de torsión como el producto de una
fuerza por su brazo de palanca.
Momento de torsión = fuerza X brazo de
palanca.
El momento de torsión se
define como la tendencia a
producir un cambio en el
movimiento rotacional. es un
giro o vuelta que tiende a
producir rotación.
• El momento de torsión es proporcional a la magnitud de F y a la
distancia r desde el eje. Por tanto, una fórmula tentativa puede
ser:
t = Fr
t = (40 N)(0.60 m)
= 24.0 Nm, cw
t = 24.0 Nm, cw
Para objetos rígidos sencillos con
densidad uniforme, el centro de masa se
ubica en el centroide. Por ejemplo, el
centro de masa de un disco uniforme
estaría en su centro. Algunas veces el
centro de masa no está en ningún lado
sobre el objeto. El centro de masa de un
anillo, por ejemplo, está ubicado en su
centro, en donde no hay material.
El centro de masa es una
posición definida en relación a
un objeto o a un sistema de
objetos. Es el promedio de la
posición de todas las partes
del sistema, ponderadas de
acuerdo a sus masas.
Diremos que un cuerpo de masa m es un cuerpo rígido, cuando:
• a) Su geometría y su distribución de masa no cambian bajo la aplicación de
fuerzas.
• b) Las características de su movimiento dependen de las fuerzas aplicadas y
de sus puntos de aplicación.
Para que un cuerpo rígido este en equilibrio estático se deben cumplir dos
requisitos simultáneamente, llamados condiciones de equilibrio:
Primera condición de equilibrio Segunda condición de equilibrio
La fuerza externa neta debe
ser igual a cero
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DINÁMICA Y EQUILIBRIO ESTÁTICO

  • 1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR SISTEMA DE APRENDIZAJE INTERACTIVO A DISTANCIA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN MÉRIDA Alumna : • González Linda CI.27.779.766 ING DE SISTEMAS FÍSICA I 2020-1
  • 2. • Es el estudio del movimiento de un objeto, y de las relaciones de este movimiento con conceptos físicos tales como la fuerza y la masa. Dicho en otras palabras es el estudio del movimiento atendiendo a las causas que lo producen. • La Dinámica estudia el efecto de la interacción entre los cuerpos. Para simplificar se consideraran los cuerpos como partículas. • El movimiento de un cuerpo cambia cuando este interactúa con otros cuerpos. Dichos cambios dependerán por un lado de las propiedades del cuerpo y por otro del medio que lo rodea.
  • 3. • La estática determina las condiciones bajo las cuales un cuerpo actuado por diversas fuerzas permanece en equilibrio, es decir en reposo. • Describe un estado estacionario en el cuál la posición relativa de los componentes de un sistema no cambia con el tiempo. No significa que no se muevan, pueden hacerlo, lo que no cambia es la posición relativa entre los componentes. • Es decir, en el estado de equilibrio estático el sistema está en reposo o su centro de masas se mueve a velocidad constante.
  • 4. • Fuerza se define como toda acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo (imprimiéndole una aceleración que modifica el módulo, la dirección, o el sentido de su velocidad), o bien de deformarlo. • Es todo agente capaz de modificar el momentum de un objeto. • La fuerza es una magnitud vectorial. Por lo tanto, tiene:  Módulo (en el SI, la unidad es el Newton, N)  Dirección  Sentido (se les aplica todas las leyes del álgebra vectorial).
  • 5. • Sistema Internacional de Unidades: La fuerza se mide a partir de la masa y la aceleración (la cual a su vez se mide por longitud y tiempo). Es decir que es una magnitud derivada (de otras magnitudes). La medida de fuerza es el newton (N). • Sistema Técnico: Mide la fuerza según unidades técnicas de masa (u.t.m.), sin depender de otras magnitudes. Por eso es una unidad fundamental. La medida de fuerza es el kilogramos-fuerza (kgf). • Sistema Cegesimal de Unidades: Su medida de fuerza es el dina (dyn). • Sistema anglosajón de unidades: Su medida de fuerza es la libra fuerza (lbf).
  • 6. Es aquella que ejerce una superficie como reacción a un cuerpo que ejerce una fuerza sobre ella. Si la superficie es horizontal y no hay otra fuerza actuando que la modifique (como por ejemplo la tensión de una cuerda hacia arriba), la fuerza normal es igual al peso pero en sentido contrario. • Es la fuerza que evita que un objeto atraviese una superficie. • La dirección es siempre perpendicular a la superficie donde se ubica el objeto. • La magnitud de la fuerza normal es igual a la fuerza que se le aplique a la superficie hasta que la superficie se rompa
  • 7. Es la fuerza de atracción gravitatoria que ejerce la Tierra sobre los cuerpos que hay sobre ella. En la mayoría de los casos se puede suponer que tiene un valor constante e igual al producto de la masa, m, del cuerpo por la aceleración de la gravedad, g, cuyo valor es 9.8 m/s2 y está dirigida siempre hacia el suelo. • La magnitud del peso es 𝐹𝑔 = 𝑚𝑔 con 𝑔 siendo la aceleración de gravedad. • La dirección es hacia abajo (centro de la Tierra). • El peso siempre apunta hacia el centro de la Tierra (u otro cuerpo similar, ejemplos: Luna, planeta Marte, entre otros).
  • 8. Las fuerzas que actúan sobre los cuerpos rígidos se pueden dividir en dos grupos: 1) fuerzas externas y 2) fuerzas internas. • Las fuerzas externas representan la acción que ejercen otros cuerpos sobre el cuerpo rígido en consideración. Ellas son las responsables del comportamiento externo del cuerpo rígido. Las fuerzas externas causan que el cuerpo se mueva o aseguran que éste permanezca en reposo. • Las fuerzas internas son aquellas que mantienen unidas las partículas que conforman al cuerpo rígido. Si éste está constituido en su estructura por varias partes, las fuerzas que mantienen unidas a dichas partes también se definen como fuerzas in ternas.
  • 9. Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, a la fuerza entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento entre ambas superficies (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción estática). FUERZA DE ROZAMIENTO ESTATICO Esta fuerza surge cuando la superficie rugosa de un cuerpo intenta deslizarse sobre la superficie rugosa de otro cuerpo. La fuerza de rozamiento estático es tangente a la superficie de contacto y se manifiesta en dirección contraria al posible deslizamiento de la superficie de dicho cuerpo respecto a otra. FUERZA DE ROZAMIENTO CINETICO Es aquella fuerza que surge cuando la superficie rugosa de un cuerpo desliza sobre otra (con velocidad constante o con aceleración) que también es rugosa. Esta fuerza también es tangente a las superficies en contacto, y se opone al deslizamiento de una respecto de la otra
  • 10. Estado de un cuerpo sometido a la acción de fuerzas opuestas que lo atraen. Se denomina tensión a la fuerza que es ejercida mediante la acción de un cable, cuerda, cadena u otro objeto sólido similar. • La tensión es la fuerza que se hace a través de una cuerda. • La magnitud de la tensión será igual a ambos lados de la cuerda. • La dirección dependerá de la dirección de la cuerda.
  • 11. En estos diagramas, se escoge un objeto o cuerpo y se aísla, reemplazando las cuerdas, superficies u otros elementos por fuerzas representadas por flechas que indican sus respectivas direcciones. Por supuesto, también debe representarse la fuerza de gravedad y las fuerzas de fricción. Si intervienen varios cuerpos, se hace un diagrama de cada uno de ellos, por separado. Es el gráfico de un cuerpo o sistema, el cual se representa en forma aislada o libre, donde se muestran todas las fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo o sistema.
  • 14. Las leyes del movimiento de Newton describen la relación entre las fuerzas que actúan sobre un cuerpo y el movimiento de este cuerpo debido a dichas fuerzas. Estas constituyen los principios fundamentales usados para analizar el movimiento de los cuerpos y son la base de la mecánica clásica.
  • 15. Ley de Inercia “Todo cuerpo continuará en su estado de reposo o de velocidad constante en línea recta, a menos que una fuerza neta que actúe sobre el cuerpo el lo obligue a cambiar este estado de reposo o de movimiento” • Considérese un cuerpo sobre el cual no actúa ninguna fuerza neta. Si el cuerpo esta en reposo, permanecerá en reposo. Si el cuerpo esta moviéndose a velocidad constante, continuara haciéndolo así. • No existe una diferencia entre un cuerpo en reposo y uno que se mueva velocidad constante, ambos son “naturales” si la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo es cero. • Cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, mayor será su tendencia de permanecer en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme.
  • 16. • Pensemos en un conductor que lleva un carro a una determinada velocidad, se atraviesa un perro delante del carro y el conductor frena rápidamente. En esta situación los pasajeros continúan el movimiento y son lanzados hacia adelante. • El pedaleo de una bicicleta permite que la misma continúe avanzando varios metros sin tener que pedalear, gracias a la inercia producida por el pedaleo inicial.
  • 17. Ley fundamental de la dinámica “La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo e inversamente proporcional a su masa.” a =F/m • La dirección de la aceleración es la misma como en la fuerza neta. Donde F es el resultante de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo; m, la masa del cuerpo; a, la aceleración del cuerpo. • En el sistema internacional las unidades de medida son: Para F (fuerza): newton (N). Para m (masa): kilogramos (kg). Para a (aceleración): metros por segundo al cuadrado (m/s2). • Es importante resaltar que la fuerza es un vector, es decir, posee módulo, dirección y sentido. Por lo tanto, cuando varias fuerzas actúan sobre un cuerpo, ellas se suman vectorialmente y el resultado es la fuerza resultante.
  • 18. • Un carrito de mercado es más fácil de mover si está vacío, esto es, requiere menos fuerza para moverlo porque tiene menos masa. En cambio, si está lleno, cuesta más moverlo. • Al colocar pelotas de diferente masa en una superficie plana y aplicarles la misma fuerza. La pelota más liviana se desplazará a mayor velocidad que aquella con una masa mayor.
  • 19. Ley de acción y reacción “Si dos cuerpos interactúan, la fuerza que el cuerpo 1 ejerce sobre el cuerpo 2 es igual y opuesta a la fuerza que el cuerpo 2 ejerce sobre el cuerpo 1”. • A cada acción corresponde una reacción igual y opuesta. Cuando dos cuerpos ejercen fuerzas mutuas entre si, las dos fuerzas son siempre de igual magnitud y de dirección opuesta. • De esta manera, las fuerzas de acción y reacción, que actúan en pares, no se equilibran, una vez que están aplicadas en cuerpos diferentes. • Esta propiedad de las fuerzas fue demostrada con experimentos y expresada por Newton en su Tercera Ley de Movimiento.
  • 20. • Hay dos patinadores, parados uno frente al otro. Si uno de ellos empuja al otro, ambos se moverán en sentidos opuestos. • Cuando tenemos que mover un sofá, o cualquier objeto pesado. La fuerza de acción aplicada sobre el objeto hace que este se desplace, pero al mismo tiempo genera una fuerza de reacción en dirección opuesta que percibimos como una resistencia del objeto.
  • 21. • Cuando un cuerpo está 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. Esto, físicamente, significa que el cuerpo, a menos que esté en movimiento uniforme rectilíneo, no se trasladará ni podrá rotar bajo la acción de ese sistema de fuerzas. • El cuerpo rígido es un caso especial de un sistema de partículas. Es un cuerpo ideal en el cual las partículas que lo componen no modifican su posición relativa entre ellas, cualquiera sea la fuerza o torque a la que esté sometido. Las condiciones bajo las cuales un cuerpo rígido permanece en equilibrio son que la fuerza externa resultante y el torque externo resultante respecto a un origen arbitrario son nulos.
  • 22. El momento de torsión se determina por tres factores: • La magnitud de la fuerza aplicada. • La dirección de la fuerza aplicada. • La ubicación de la fuerza aplicada. • Por tanto, definiremos el momento de torsión como el producto de una fuerza por su brazo de palanca. Momento de torsión = fuerza X brazo de palanca. El momento de torsión se define como la tendencia a producir un cambio en el movimiento rotacional. es un giro o vuelta que tiende a producir rotación.
  • 23. • El momento de torsión es proporcional a la magnitud de F y a la distancia r desde el eje. Por tanto, una fórmula tentativa puede ser: t = Fr t = (40 N)(0.60 m) = 24.0 Nm, cw t = 24.0 Nm, cw
  • 24. Para objetos rígidos sencillos con densidad uniforme, el centro de masa se ubica en el centroide. Por ejemplo, el centro de masa de un disco uniforme estaría en su centro. Algunas veces el centro de masa no está en ningún lado sobre el objeto. El centro de masa de un anillo, por ejemplo, está ubicado en su centro, en donde no hay material. El centro de masa es una posición definida en relación a un objeto o a un sistema de objetos. Es el promedio de la posición de todas las partes del sistema, ponderadas de acuerdo a sus masas.
  • 25. Diremos que un cuerpo de masa m es un cuerpo rígido, cuando: • a) Su geometría y su distribución de masa no cambian bajo la aplicación de fuerzas. • b) Las características de su movimiento dependen de las fuerzas aplicadas y de sus puntos de aplicación. Para que un cuerpo rígido este en equilibrio estático se deben cumplir dos requisitos simultáneamente, llamados condiciones de equilibrio: Primera condición de equilibrio Segunda condición de equilibrio La fuerza externa neta debe ser igual a cero El par externo neto debe ser igual a cero