Este documento presenta una introducción a la dinámica y las leyes de Newton. Explica conceptos como fuerza, masa, peso, aceleración, rozamiento estático y cinético. También incluye ejemplos de aplicación de las leyes de Newton para resolver problemas de dinámica y diagramas de cuerpo libre.

1. Pregrado
FÍSICA
Dr: ASTUÑAUPA BALVIN VICTOR

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INTRODUCCIÓN
En esta sesión veremos la dinámica de cuerpo, movimiento de los cuerpos
por efecto de fuerzas que actúa sobre ellos en el que intervienen la primera y
la segunda ley de newton. Trataremos también la Fuerzas de rozamiento
debido a la superficie de contacto con los cuerpos en reposo o movimiento.

3. CAPACIDAD
Aplica conceptos cinemáticos y dinámicos
en la solución de problemas prácticos de
ingeniería.

4. https://www.youtube.com/watch?v=q8qKMLyTxpM
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CONTENIDO TEMÁTICO
• Dinámica.
• Primera Ley de Newton
• segunda Ley de Newton.
• Rozamiento estático y cinético.
• Diagramas de cuerpo libre (D.C.L).
VIDEO: LAS LEYES DE NEWTON

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DINÁMICA
Parte de la mecánica que se refiere al análisis de los cuerpos en movimiento, la primera
contribución importante a la dinámica la realizó Galileo (1564-1642). Los experimentos
de Galileo en cuerpos uniformemente acelerados llevaron a Newton (1642-1727) a
formular sus leyes de movimiento fundamentales como son la primera, segunda y tercera
ley.

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INTERACCIÓN
Se dice que dos cuerpos interactúan cuando ellos actúan entre sí, es decir,
cuando ejercen una acción recíproca entre ellos.

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FUERZA
Todas las fuerzas nacen de las interacciones entre los diferentes objetos y en forma
intuitiva podemos comprenderla como cualquier tipo de empuje, jalón, golpe,
choque entre otros entre cuerpos u objeto .
La fuerza puede caracterizar como cantidad física vectorial.
La fuerza puede producir cambios en dimensión, posición, velocidad etc.
Fuerza de
Gravedad Fuerza
Eléctrica
Fuerza
Nuclear Fuerte
Fuerza
Nuclear Débil

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PRIMERA LEY DE NEWTON
Todo cuerpo se encuentra en reposo o moviéndose con velocidad constante a menos
que una fuerza neta externa no nula actúe sobre él.
0 ; Reposo
0
; MRU
v
F
v cte


  



0
F 


0
V  Reposo
0
F 


cte
V  Movimiento

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Primera Ley de Newton
0
F 


0
V  Reposo
Se llama Inercia a la propiedad que poseen todos los cuerpos en el que les permite conservar su estado de
movimiento. La medida de la inercia esta relacionada con la masa del cuerpo.

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Primera Ley de Newton
0
F 


cte
V  Movimiento

11. La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta, o resultante, que
actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.
Segunda Ley de Newton
Unidades de Fuerza: 2 2
newton kilogramo metro/ segundo N=kg m/ s
   
FR
a
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m
F
a 
 m
F
a R
 ma
FR  ma
F 


12. MASA
Es una propiedad intrínseca de un cuerpo, de acuerdo con la 2da Ley de Newton la masa es la medida
de la inercia de un cuerpo.
Peso
El peso es una fuerza de naturaleza gravitacional. Llamamos peso a la fuerza con que la tierra atrae
a todo cuerpo que se encuentra en su cercanía.
Si la masa de un cuerpo es «m» y este se encuentra en un lugar
donde la aceleración de la gravedad es «g», entonces su peso «P»
viene dado por:
El peso es un vector (vertical y hacia abajo) y se mide con la
básculas.
La masa es un escalar y se mide con la balanzas.
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mg
W 

13. REACCIÓN NORMAL
Todo cuerpo apoyado sobre una superficie recibe por
parte de este una fuerza llamada reacción.
La fuerza de reacción tiene una componente que es
perpendicular a la superficie de contacto y se llama
componente normal de la reacción o reacción
normal (N)
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Superficie
cuerpo
w
N
w
N
Angulo
Recto 90°
Fr
N
Fr .


Se llama fuerza de rozamiento, denotada con f, a la
fuerza que surge sobre las superficies en contacto de
dos cuerpos para oponerse al movimiento relativo
de estos.
Angulo
Recto 90°
FUERZA DE ROZAMIENTO

14. Se llama fuerza de rozamiento estático, denotado por fe, a la fuerza de fricción que aparece
paralela a la superficie de contacto de dos cuerpos y que impide que estos se muevan entre sí.
, ; 0
e máx e e e
f N f N
    
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Fuerza de Rozamiento Estático

15. Se llama fuerza de rozamiento cinético, denotado por fc, a la fuerza de fricción que aparece paralela a la
superficie de contacto de dos cuerpos y que impide que estos se muevan entre sí.
c c
f N
 
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Fuerza de Rozamiento Cinético

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Un cuerpo que interacciona con otros, por contacto o a distancia, lo podemos imaginar como libre si
los efectos de tales cuerpos sobre él se sustituyen por fuerzas.
Ejemplo.1- Elaborar el DCL de cada bloque. Asuma que las superficies son lisas. Para m1>m2
DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (DCL)
𝑊 = 𝑚𝑔
𝑁
𝑚1 ≪ 𝑚2
𝐹𝑟
𝑇
𝑊
𝑇

17. Racso Editores 17
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DCL
w
N
F
Fr
Fe
Ejemplo.2 Elaborar el DCL del bloque. Asuma que la superficie no es lisa.

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Ejercicio 3. Establezca el D.C.L. para la figura
𝑊1
𝑁
𝐹𝑟
𝑅2
𝐹𝑟12
𝑊2
𝑁12
𝐹𝑟21

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Ejercicio 4. Establezca el D.C.L. para la figuras
𝑊1
𝑁
𝑇
𝐹𝑅
𝑅21
𝐹𝑟12
𝑊2
𝑁12
𝑇
𝐹𝑅12

20. Problema 5: Una persona empuja una caja de 50 kg sobre una superficie horizontal lisa
aplicando una fuerza de 30 N. Determine la aceleración de la caja y la reacción normal.
𝑁
𝐹𝑟
𝐹 = 30𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛
𝑋
𝑌
𝑊 = 𝑚𝑔 = 50𝑘𝑔 ∗ 9,81
𝑚
𝑠2
𝑊 = 490,50𝑘𝑔 ∗
𝑚
𝑠2
𝑊 = 490,50Newton
𝐹 = 𝑚𝑎
𝐹𝑥 = 𝑚𝑎𝑥 𝐹𝑦 = 𝑚𝑎𝑦
𝐹𝑥 = 𝑚𝑎𝑥 𝐹𝑥 = 30 − 𝐹𝑟 30 − 𝐹𝑟 = 𝑚𝑎𝑥
30 − 0 = 𝑚𝑎𝑥
𝐹𝑟 = 0 30𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 = 50𝑘𝑔𝑎𝑥
𝑎𝑥 =
30𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛
50𝑘𝑔
𝑎𝑥 =
3𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛
5𝑘𝑔
=
3𝑘𝑔 ∗
𝑚
𝑠2
5𝑘𝑔
𝑎𝑥 =
3
5
𝑚
𝑠2
𝐹𝑦 = 𝑚𝑎𝑦 𝐹𝑦 = 𝑁 − 490,5𝑁𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 𝑁 − 490,5 = 50𝑘𝑔 ∗ 𝑎𝑦
𝑎𝑦 = 0 𝑁 − 490,5 = 0 𝑁 = 490,5Newton

21. 37°
𝑁
𝐹𝑟
𝑊 = 490,5Newton
𝑋
𝑌
F= 30𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛
Problema 6. Del ejemplo anterior, la persona le aplica a la caja la misma fuerza pero
haciendo un ángulo de 37° con respecto a la horizontal. Determine la aceleración que
tal fuerza le produce a la caja y la reacción normal.
𝐹 = 𝑚𝑎

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Ejemplo 7. Tres fuerzas que actúan sobre un objeto se proporcionan por
El objeto experimenta una aceleración de 3.75 m/s2 de magnitud. a) ¿Cuál es la dirección de la
aceleración? b) ¿Cuál es la masa del objeto? c) Si el objeto inicialmente está en reposo, ¿cuál es su rapidez
después de 10.0 s? d) ¿Cuáles son las componentes de velocidad del objeto después de 10.0 s?
Solución de a) ¿Cuál es la dirección de la aceleración?

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Ejemplo 8. Dos bloques unidos mediante una cuerda de masa despreciable se arrastran mediante una fuerza
horizontal como se muestra en la figura. Suponga que F = 68.0 N, m1 =12.0 kg, m2 =18.0 kg y el coeficiente
de fricción cinética entre cada bloque y la superficie es 0.10. a) Dibuje un diagrama de cuerpo libre para
cada bloque. b) Determine la tensión T y la magnitud de la aceleración del sistema

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Ejemplo 9. Un bloque de aluminio de 2 kg y un bloque de cobre de 6 kg se conectan mediante una cuerda ligera
sobre una polea sin fricción. Se asientan sobre una superficie de acero, como se muestra en la figura, donde ϴ=
30.0°. Cuando se liberan desde el reposo, ¿comenzarán a moverse? Si es así a) determine su aceleración b) la
tensión en la cuerda. Si no, determine la suma de las magnitudes de las fuerzas de fricción que actúan sobre los
bloques

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Ejemplo 10. Determine la aceleración de cada bloque de la figura, en términos de m1, m2 y g. No hay
fricción en ninguna parte del sistema.
m1= 50 kg; m2=30 kg

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Código de
biblioteca
TEXTO
621.38153 A17 SEARS ZEMANSKY Y YOUNG. Física Universitaria. V2. Ed. Addison – Wesley – Long man,
1999. ISBN: 9684442785 (530/S32/V2).
530 G43 V. 1 Física para universitarios, Giancoli Douglas C. Pearson Educación
530 S43 V. 1 Sears Francis W. Física universitaria Pearson Educación
530 S49 V. 1 Serway Raymond A. Física para ciencias e ingenierías
530.15 S49 T. 1 Serway Raymond A. - Jewett John W. Física I Thomson
530.15 S49 T. 2 Serway Raymond A. - Jewett John W. Física II Thomson
621.381 A34 SERWAY, R. A. (2001). Física. Tomo I. (4ta. Ed.). McGraw Hill. México. ISBN: 9701012968
(530/S42/T2/E2)
Referencias Web
http://fisicayquimicaenflash.es/fisicapractica.htm
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/hframe.html
https://www.fisicapractica.com/presion-hidrostatica.php
http://www.educaplus.org/game/velocidad-media-y-velocidad-instantanea

27. GRACIAS POR SU ATENCIÓN
La meta final de la verdadera educación es no solo
hacer que la gente haga lo que es correcto, sino
personas que amen el trabajo, no solo individuos con
conocimiento, sino con amor a la pureza, no solo
personas justas, sino con hambre y sed de justicia.
John Ruskin