JAVIER SOLIS NOYOLA diseña presentación de temática de Dinámica (Segunda ley de Newton). Esta presentación integra a Objetos de Aprendizaje Digital (imágenes, vídeos, calculadora de vectores en línea, etc.)

1. SISTEMAS FÍSICOS EN
MOVIMIENTO
(DINÁMICA)
Presenta:
MTRO. JAVIER SOLIS NOYOLA

2. La dinámica es la rama de la física (específicamente de la mecánica clásica) que describe
la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación con las causas que provocan los
cambios de estado físico y/o estado de movimiento. El objetivo de la dinámica es
describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos
y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de
operación.
¿Qué es la Dinámica?

3. Primera Ley de Newton: del Equilibrio o Reposo
Segunda Ley de Newton del Movimiento
≠

4. La Segunda ley de Newton
Se encarga de cuantificar el concepto de Fuerza. Nos dice que la Fuerza neta
aplicada sobre un cuerpo (masa constante) es proporcional a la aceleración que
adquiere dicho cuerpo.
F = m a
Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un
valor, una dirección y un sentido.
Donde: * Fuerza (F), en Newtons (N)
* Masa (m), en Kilogramos (Kg)
* Aceleración (a), en metros/segundos al cuadrado (m/s2)
≠

5. Consideraciones de los signos (+,-), según:
cuerpo en reposo y el cuerpo en movimiento.
Según este criterio del reposo,
cada magnitud tendrá:
• Signo positivo si se orienta
hacia el semieje positivo
• Signo negativo si se orienta
hacia el semieje negativo.
En ocasiones, cuando el cuerpo
se encuentra en movimiento, se
pueden considerar las
magnitudes con:
• Sentido positivo: El vector
tiene igual sentido que el
movimiento
• Sentido negativo: El vector
tiene sentido contrario al
movimiento

6. Ejemplo de Aplicación de la Segunda Ley de Newton con Fuerzas:
Peso (W) y Tensión (T)
Una carga de17 kg cuelga de una cuerda que pasa por una polea pequeña sin fricción y tiene un
contrapeso de 32 kg en el otro extremo (ver figura izquierda). El sistema se libera desde el reposo.
a) Dibujar un diagrama de cuerpo libre para la carga de 17 kg y otro para el contrapeso 32 kg.
b) ¿Que magnitud tiene la aceleración hacia arriba tiene el sistema?
c) ¿Qué tensión hay en la cuerda mientras la carga se mueve?
a) Diagrama de cuerpo libre para la carga de 17 kg y otro para el contrapeso 32kg.

7. b) ¿Que magnitud tiene la aceleración hacia arriba tiene el sistema?
Nota:
Se consideró el sentido del
movimiento para la asignación
del singo de cada Fuerza
implicada
(ver diapositiva anterior)

8. Y la respuesta es T = 217.6N
Como se puede ver la tensión es mayor que el peso de la masa de 17 kg cuyo peso es
166.6N y menor que el contrapeso de la masa de 32kg cuyo peso es 313.6N.
c) ¿Qué tensión hay en la cuerda mientras la carga se mueve?

9. https://www.youtube.com/watch?v=9NKJoCdBimc
Video en You Tube (del canal ProfeJorge) sobre sistema de polea y varias masas:
EJERCICIO LEYES DE NEWTON - aceleración y tensiones

10. Fuerza de Fricción o Rozamiento ( f )
Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción ( f ) entre dos superficies en
contacto a la fuerza que se opone al movimiento de una superficie sobre la otra (fuerza de
fricción cinética), o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción
estática). Se genera debido a las imperfecciones, especialmente microscópicas, entre las
superficies en contacto.

11. Tipos de Fricción: Estática y Dinámica
La diferencia que existe entre fricción estática ( fs ) y fricción dinámica ( fk ), es que la fricción
estática es la que impide que un cuerpo comience a moverse (la velocidad relativa entre las
dos superficies es cero), y la fricción dinámica es la que existe cuando el objeto ya se
encuentra en movimiento (en este caso hay movimiento relativo entre las dos superficies).

12. Valores de los coeficientes de fricción: estática y cinético.
En la tabla se listan los coeficientes de rozamiento de algunas sustancias donde:
μs = Coeficiente de rozamiento estático,
μk = Coeficiente de rozamiento dinámico o cinético.
Los coeficientes de rozamiento, por ser relaciones entre dos fuerzas son magnitudes adimensionales.

13. Consideraciones de la aceleración (a), según: fricción, y ángulo
de la Fuerza que origina el movimiento del cuerpo.
• Sin Fricción y ángulo cero
• Con Fricción y ángulo cero
• Sin Fricción y ángulo
diferente de cero
• Con Fricción y ángulo
diferente de cero

14. Situaciones de La Fuerza aplicada (P), según:
Intensidad y su su ángulo
Sin Fuerza (Px) Con fuerza : Px < fs Con fuerza: Px = fs Con fuerza: Px > fk

15. https://www.youtube.com/watch?v=9Wm7Ra6mEXM
Video en You Tube (del canal Aula4ALL) sobre sistema de plano horizontal que sí considera la Fuerza
de Fricción:
Ejercicio plano horizontal - Dinámica - Con rozamiento - Física

16. Ejemplo para desarrollar en pizarrón
Dado el esquema de la figura, calcular la aceleración de ambas masas sabiendo que el
coeficiente de rozamiento cinético es 0.1.
Consideraciones previas:
• La cuerda es inextensible y de masa despreciable.
• La polea tiene masa despreciable.
• Como no conocemos el sentido del movimiento, SIEMPRE tendremos que suponer alguno. Aleatoriamente
elegiremos que el cuerpo B (la pesa) consigue tirar del cuerpo A (caja) pendiente arriba.
Una vez establecidas las consideraciones anteriores, vamos a estudiar las fuerzas que intervienen en los cuerpos
anteriores (diagrama de cuerpo libre).
https://www.fisicalab.com/ejercicio/869#contenidos
Ejercicio tomado de sitio:

17. Diagramas de cuerpo libre para las masa A y B
masa A masa B
-TB + PB = mB * a-fk - Px + TA = mA * a (eje x)
N - Py = 0 (eje y)
TA
TB
PB
Solución: a = 0.730 m/s2 ax = 0.730 m/s2 ay = - 0.730 m/s2
(eje y)
masa A masa B

18. https://www.youtube.com/watch?v=GHkNeFng4EI
Video en You Tube (del canal ProfeJorge) sobre sistema de plano inclinado que no considera la
Fuerza de Fricción:
LEYES DE NEWTON - DOS MASAS CONECTADAS - Plano Inclinado - Ejercicio resuelto

19. https://www.youtube.com/watch?annotation_id=annotation_438987083&feature=iv&src_vid=9Wm7Ra6mEXM&v=kKM1_dN4TFM
Video en You Tube (del canal Aula4ALL) sobre sistema de plano inclinado que sí considera la Fuerza
de Fricción:
Ejercicio plano inclinado - Dinámica - Con rozamiento - Física

20. Referencias Informáticas
• Halliday, David; Resnick, Robert. Fundamentals of Physics. Edit. John Wiley and
Sons. 2010
• G.Hewitt. Física Conceptual . Edit. John Wiley and Sons.
• Serway, Raymond. Física Moderna, Tomo I.
• Solis Noyola, Javier. TIPOS DE FUERZAS. Presentación diseñada para la asignatura
de Física en UVM, Campus Torreón. Acceso en:
http://www.slideshare.net/javiersolisp/tipos-de-fuerzas-vectoriales-y-sus-diagramas-
de-cuerpo-libre
• Graficador de Funciones en Línea MAFA. Acceso en:
http://www.mathe-fa.de/es#result