Clase-3-Leyes-de-Newton.pptx

1. Universidad de Cartagena
Física Teórica
Karina M Ballesteros A
Profesor de catedra: Universidad de Cartagena
Karina Ballesteros 1
VECTORES-PRODUCTO PUNTO Y
PRODUCTO ESCALAR

2. Karina Ballesteros
2

3.  Isaac Newton: según las fuerzas que
actúan sobre un cuerpo producen un
cambio en el movimiento de dicho cuerpo.
 Newton basó su teoría en unos principios
que conocemos como las tres leyes de
Newton del movimiento y mostró como su
aplicación asociada a leyes de fuerzas como
su propia ley de Gravitación Universal.
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4.  Se denomina fuerza a cualquier acción o influencia capaz de modificar el estado de
movimiento o de reposo de un cuerpo, es decir, de imprimirle una aceleración
modificando su velocidad.
 Se refiere a una interacción con un objeto mediante actividad muscular y algún
cambio en la velocidad del objeto. Sin embargo, las fuerzas no siempre causan
movimiento.
 Por lo tanto se puede decir que:
F = m · a
 *Fuerza es una cantidad vectorial*
g
g
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5.  La fuerza (F) se mide en Newton (N), unidad de medida igual a Kg·m/s², porque:
(N) = (Kg) · (m/s²)
 En la física moderna se consideran cuatro campos de fuerzas como origen de todas
las interacciones fundamentales:
 Interacción electromagnética.
 Interacción nuclear débil (leptónica).
 Interacción nuclear fuerte.
 Interacción gravitatoria
g
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6. Karina Ballesteros 6

7.  “Todo cuerpo preserva su estado de reposo o movimiento uniforme y
rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas
impresas sobre él”
 Ley de la inercia, define un conjunto especial de marcos de referencia
llamados marcos inerciales (El objeto tiene aceleración cero).
 Marco de referencia inercial: inercial (aquellos desde los cuales una
partícula libre de interacciones se observa en reposo o movimiento
rectilíneo y uniforme) y no inerciales (aquellos respecto a los que no se
cumple este principio de inercia).
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La tendencia de un objeto a resistir cualquier
intento por cambiar su velocidad o estado de reposo
se llama inercia.

8. Desde el suelo Desde la plataforma
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9.  MASA:
 La masa es la propiedad de un objeto que especifica cuánta resistencia muestra un
objeto para cambiar su velocidad.
 Los experimentos muestran que mientras más grande sea la masa de un objeto,
menos acelera el objeto bajo la acción de una fuerza aplicada conocida.
 La magnitud de la aceleración de un objeto es inversamente proporcional a su
masa cuando sobre él actúa una fuerza conocida.
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¿Cuál es más probable que siga moviéndose
cuando intenta capturarla?
¿Cuál requiere más esfuerzo para lanzarla?

10.  Peso: El peso de un objeto es igual a la magnitud de la
fuerza gravitacional ejercida sobre el objeto y varía con
la posición.
 Todos los objetos son atraídos hacia la Tierra. La fuerza
de atracción que ejerce la Tierra sobre un objeto se
llama fuerza gravitacional 𝑭𝒈.
 Esta fuerza se dirige hacia el centro de la tierra y su
magnitud se llama peso del objeto.
• W=m*g
• g= (9,8m/s^2)
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11.  “Cuando se ve desde un marco de referencia inercial, la aceleración de un objeto es
directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el e inversamente
proporcional a su masa”
 La fuerza neta sobre un objeto es la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan
sobre el objeto
 El cambio del movimiento es proporcional a la fuerza motriz imprimida y se efectúa
según la línea recta en dirección de la cual se imprime dicha fuerza.
 1 N = 1 kg. m/s2
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𝑭 ∝ 𝒂

12. Karina Ballesteros 13

13.  A toda acción se opone siempre una reacción contraria e igual; es decir: que las
acciones entre dos cuerpos son siempre iguales entre sí y dirigidas en sentido
contrario.
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14.  Todo cuerpo que oprime o atrae hacia sí a otro, es, a su vez, oprimido o atraído
 En efecto los cambios de las velocidades realizados en direcciones contrarias, por
cuanto los movimientos se cambian igualmente, son recíprocamente proporcionales a
las masas de los cuerpos.
 Las dos fuerzas de un par acción-reacción nunca actúan sobre el mismo cuerpo.
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15. Karina Ballesteros 16

16.  EJEMPLO
 i) Si una mosca choca contra el parabrisas de un autobús moviéndose
rápidamente, ¿cuál de los dos experimenta una fuerza de impacto con mayor
magnitud?
 a) La mosca. b) El autobús. c) Ambos experimentan la misma fuerza.
 ii) ¿Cuál de los dos experimenta mayor aceleración? a) La mosca. b) El autobús. c)
Ambos experimentan la misma aceleración.
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17.  Fuerza es una interacción entre dos cuerpos o entre un cuerpo y su ambiente.
 La fuerza es una cantidad vectorial es decir tiene dirección y magnitud con unidad,
y es toda causa capaz de cambiar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo.
Fuerza es igual a la masa por la aceleración.
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• La unidad de fuerza en el Sistema Internacional (SI)
es el newton, de símbolo N.
• La fuerza también puede expresarse en Kilogramo-
fuerza (kgf), la libra-fuerza (lbf), tonelada (T)
1kgf=9,8N
1lbf=0,46kgf=4,45N
1T=2000lbf=8900N

18. TIPOS DE FUERZA
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19.  Fuerzas concurrentes
 Decimos que dos o más fuerzas son concurrentes cuando la dirección de sus
vectores o sus prolongaciones se cortan en un punto. En otro caso estaremos
hablando de fuerzas no concurrentes o paralelas.
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20.  Si las fuerzas son concurrentes, es decir aplicadas en el mismo punto,
 Fuerza neta: A menudo necesitaremos obtener la suma vectorial (resultante) de
todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo, la resultante R de varias fuerzas
concurrentes es: 𝑅 = 𝐹1 + 𝐹2 + 𝐹3 + ⋯ = 𝐹𝑖

 Analizando en el eje de coordenadas: 𝑅 = 𝑢𝑥𝑅𝑥 + 𝑢𝑦𝑅𝑦
 𝑅𝑥 = 𝐹𝑖𝑥 = 𝐹𝑖 𝑐𝑜𝑠𝛼𝑖 ;
 𝑅𝑦 = 𝐹𝑖𝑦 = 𝐹𝑖 𝑠𝑒𝑛𝛼𝑖
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21.  En problemas tridimensionales,
las fuerzas pueden tener
componentes z, así que agregamos
la ecuación
 𝑅𝑧 = 𝐹𝑧
 𝑅 = 𝑅𝑥
2
+ 𝑅𝑦
2
+ 𝑅𝑧
2
 La magnitud R, 𝑅 = 𝑅𝑥
2
+ 𝑅𝑦
2
 Y la dirección esta dada por
tangente de 𝛼 = 𝑅𝑦/𝑅𝑥
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22. Karina Ballesteros 25
 Encontrar la fuerza neta de las siguientes fuerzas que actúan sobre un cuerpo en
el punto O. La fuerza F1 es de 1200N, la fuerza F2 de 900 N, la fuerza F3 de 300 N
y la fuerza F4 de 800 N. Las direcciones se indican en la figura.
 Rta: R=(125,2N ux + 225,5N uy)
 R=1245,7N
 Ɵ=10,4º

23.  Encontrar la fuerza neta de las siguientes fuerzas que actúan sobre un cuerpo en
el punto en el origen y la dirección de esta.
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24. Ingenieria Quimica 27