Leyes de movimiento

1. LAS LEYES DEL MOVIMIENTO.
Ahora estudiaremos las causas del movimiento,
un campo de estudio llamado dinámica. El
enfoque de la dinámica tal y como nosotros lo
consideraremos en esta clase recibe el nombre
de mecánica clásica, fue desarrollada y
exitosamente probada en los siglos XVII y XVIII.
Centraremos nuestra atención en el movimiento
de un cuerpo en particular. Éste interactúa con
los cuerpos que lo rodean (su entorno) de modo
que su velocidad cambia: se produce una
aceleración.

2. CONCEPTO DE FUERZA


PUESTO QUE SOLO UNA FUERZA
PUEDE PRODUCIR UN CAMBIO DE
VELOCIDAD, VAMOS A CONSIDERAR
LA FUERZA COMO AQUELLO QUE
OCASIONA QUE UN CUERPO SE
ACELERE. VAMOS A CLASIFICARLAS
EN
DOS
TIPOS,
FUERZAS
DE
CONTACTO Y FUERZAS DE CAMPO.
2
LA UNIDADN ≡ 1kg × m / s DEL SI ES EL
1 DE FUERZA
NEWTON

3. REFERENTE HISTÒRICO

Durante siglos el problema del movimiento y sus
causas fue un tema central de la filosofía
natural, un primer apelativo de lo que ahora
llamamos Física. Sin embargo el progreso
extraordinario se llevó a cabo en los tiempos de
Galileo y de Newton. Newton logró cristalizar
las ideas de Galileo y de otros que le
precedieron . Sus tres leyes del movimiento
fueron presentadas primero en su obra que
suele llamarse Principia, alrededor de 1686.

4. PRIMERA LEY DE NEWTON.

En ausencia de fuerzas
externas un objeto en
reposo permanecerá en
reposo y un objeto en
movimiento continuará
en
movimiento
a
velocidad
constante
(esto es, con rapidez
constante en una línea
recta).

En reposo

Con rapidez constante.

5. MASA

Es esa propiedad de un objeto que
especifica cuánta inercia tiene el objeto y,
la unidad SI de la masa es el kilogramo.
No equivoque los términos de masa y
peso, ya que el peso de un cuerpo es
igual a la magnitud de la fuerza
gravitacional ejercida sobre el cuerpo y
varía con su ubicación. Por ejemplo una
persona que pesa 180 libras sobre la
tierra pesa solo cerca de 30 libras sobre la
luna.

6. PESO

Es un hecho de que todos
los cuerpos son atraídos a la
tierra.
La fuer|za de
atracción ejercida por la
tierra sobre un cuerpo se
llama fuerza gravitacional;
está dirigida hacia el centro
de la tierra y su magnitud se
denomina peso del cuerpo.

7. MASA INERCIAL.


Si
se
intentara
cambiar la velocidad
de un objeto, éste se
opondrá
a
dicho
cambio. La inercia es
sencillamente
una
propiedad
de
un
objeto individual.
La masa se usa para
medir la inercia.

8. MARCOS INERCIALES



Si un cuerpo no interactúa con otros
cuerpos, es posible identificar un marco
de referencia en el que el cuerpo tiene
aceleración cero.
Este marco se llama marco de referencia
inercial.
Cualquier marco de referencia que se
mueva con velocidad constante con
respecto a un marco inercial es en sí
mismo un marco inercial.

9. SEGUNDA LEY DE NEWTON
Cuando se ve desde un
marco de referencia inercial,
la aceleración de un cuerpo
es directamente proporcional
a la fuerza neta que actúa
sobre él e inversamente
proporcional a su masa. Se
puede relacionar la fuerza y
la masa con el siguiente
enunciado matemático
F
∑
=
ma

10. LA FUERZA COMO VECTOR



La fuerza neta sobre un objeto es la suma
vectorial de todas las fuerzas que actúan
sobre el objeto.
Puede haber numerosas fuerzas
actuando sobre un objeto, pero sólo hay
una aceleración.
La ecuación
F = ma es equivalente a
tres ecuaciones de componentes:
∑
∑F
x
= ma x
∑F
y
= ma y
∑F
z
= ma z

11. TERCERA LEY DE NEWTON

Si dos cuerpos interactúan, la fuerza F12, ejercida
por el objeto 1 sobre el objeto 2, es igual en
magnitud y opuesta en dirección a la fuerza F21
ejercida por el objeto 2 sobre el objeto 1:
F = F21
−
12
Animación de las fuerzas de reacción y acción

12. EN OTRAS PALABRAS
"A toda fuerza de acción
corresponde
una
de
reacción con la misma
intensidad
pero
en
dirección contraria“. En
realidad no importa a cual
de ellas llamemos acción
y a cual reacción. Lo que
debemos tener presente
es que ambas forman la
interacción entre un objeto
y otro.

13. Tratemos de identificar los pares
de fuerzas.

14. + Ejemplos.

15. Acción y Reacción sobre masas
distintas.

Por extraño que parezca, un objeto que
cae tira de la tierra hacia arriba, tanto
como la tierra tira de él hacia abajo. El
tirón hacia abajo sobre el objeto parece lo
normal, porque se aprecia bien la
aceleración de 10 m por segundo cada
segundo. La misma cantidad de fuerza,
cuando actúa sobre la inmensa masa de
la Tierra, produce una aceleración tan
pequeña que no se puede notar ni medir.