Este documento describe el diseño y construcción de un prototipo para demostrar la primera ley de Newton sobre el movimiento. Explica los objetivos de investigar e indagar sobre la primera ley de Newton, diseñar un prototipo y realizar cálculos. También resume brevemente la historia de la primera ley de Newton y los descubrimientos de Galileo y Newton, e incluye definiciones de conceptos clave como fuerza neta, gravedad, fuerza normal y rozamiento.

1. UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS
ARMADAS
ESPE
SEDE LATACUNGA
TEMA: DISEÑO Y CONSTRUCCION DE UN PROTOTIPO DE LA PRIMERA LEY DE NEWTON
ESTUDIANTE: SEBASTIAN CARTAGENA
NRC: 8242

2. OBJETIVOS
 Indagar, analizar, observar e investigar sobre la primera ley de newton
 Estructurar de que nomas contiene la primera ley de Newton.
 Diseñar y construir un prototipo que demuestre la primera ley de newton
 Realizar los cálculos respectivos para el análisis y resultado del proyecto

3. HISTORIA SOBRE LA PRIMERA LEY DE
NEWTON
 Antes de Newton, ya Galileo Galilei había esbozado una primera ley de la inercia, en la que
indicaba que un objeto tiene la tendencia a conservar su movimiento rectilíneo y uniforme a menos
que sobre él actúe una fuerza que lo obligue a modificar su trayectoria.
 Su descubrimiento sirvió de base para Newton, quien observando el recorrido en el cielo de
la Luna, dedujo que si ésta no salía disparada en línea recta siguiendo una tangente a su órbita, era
porque alguna otra fuerza actuaba sobre ella para impedírselo. Esta fuerza que lo impide en el caso
celeste pasó a llamarse gravedad.
 Newton supuso que la fuerza de gravedad actuaba a distancia, dado que nada conecta físicamente a
la Tierra con la Luna. Similarmente, cuando un lanzador olímpico de bola hace girar sobre su propio
eje el instrumento y finalmente lo libera de golpe, éste se desplaza en alguna dirección siguiendo
una línea recta, pero eventualmente traza una parábola y cae a tierra.
 En ambos casos actúa la gravedad. Pero en el caso de la bola, su trayectoria es afectada además por
el roce con el aire a su paso, que disminuye su velocidad. Los descubrimientos de Galileo
permitieron a Newton postular la existencia de la fuerza de gravedad.
 Newton publicó éstas y otras disquisiciones, formando el cuerpo de su Primera y Segunda Ley, en su
obra Philosophiae naturalis rincipia mathematica (1687), uno de los más grandes tratados sobre la
física de todos los tiempos.

4. PRIMERA LEY DE NEWTON
 Se conoce como la Primera ley de Newton, Primera Ley del Movimiento de
Newton o Ley de la Inercia al primer postulado teórico propuesto por el
científico y matemático inglés Isaac Newton, en torno a la naturaleza física
del movimiento.
 Albert Einstein realizó estudios y aportes que permitieron inaugurar la
mecánica relativista, que se distingue de la newtoniana en que carece de un
punto de referencia absoluto, llegando a considerar magnitudes como el
tiempo y el espacio como relativas.
 La ley de la inercia de Newton responde a la siguiente formulación:
 Σ F = 0 ↔ a=dv/dt = 0
 Se trata de una expresión vectorial, pues las fuerzas están dotadas de sentido
y dirección. Esto significa que en ausencia de fuerzas externas, la velocidad
permanece constante a lo largo del tiempo, es decir, la aceleración es nula.

5. CONDICIONES DE EQUILIBRIO DE UNA
PARTICULA
DEFINICIÓN
 Una partícula está en equilibrio cuando se encuentra en reposo o se desplaza con MRU, es decir cuando
su aceleración es igual a cero.
CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
 Para que una partícula esté en equilibrio la resultante de fuerzas (o la suma vectorial de fuerzas)
aplicadas debe ser igual a 0.
 En el plano, podemos decir que el sistema se encuentra en equilibrio si la suma de fuerzas en X y la suma
de fuerzas en Y equivalen a cero.
 Cuando tenemos un sistema de fuerzas aplicadas a una partícula con diferentes direcciones, lo que
podemos hacer es descomponer las fuerzas aplicadas en los ejes X e Y (es decir proyectar las fuerzas
sobre los dos ejes) y plantear luego las ecuaciones de equilibrio anteriores.

6. FUERZA NETA
 La fuerza neta es la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre una
partícula o cuerpo. ... En este caso, la fuerza neta, cuando se aplica en la
línea de acción adecuada, tiene el mismo efecto en el cuerpo que todas
las fuerzas en sus puntos de aplicación.
 La fuerza neta es igual a la masa por la aceleración.

7. En la gran mayoría de actividades, se presentan varias fuerzas, pero de las mas conocidas para empezar son las siguientes:
 PESO
El peso es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto. El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre
un punto de apoyo, originada por la acción del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo.
 MASA
Es una magnitud física y propiedad general de la materia que expresa la inercia o resistencia al cambio de movimiento de un cuerpo.
De manera más precisa es la propiedad de un cuerpo que determina la aceleración del mismo, cuando este se encuentra bajo la
influencia de una fuerza dada.
 GRAVEDAD
Es un fenómeno natural por el cual los objetos con masa son atraídos entre sí, efecto mayormente observable en la interacción entre
los planetas, galaxias y demás objetos del universo. ... También se denomina interacción gravitatoria o gravitación.

8. FUERZA NORMAL
 Es la fuerza que las superficies ejercen para prevenir que los objetos sólidos
se atraviesen entre sí. La fuerza normal es una fuerza de contacto. Si dos
superficies no están en contacto, no pueden ejercer fuerza normal una sobre
la otra. ... En este contexto, "normal" se refiere a perpendicular.
 Para calcular la fuerza normal de un objeto en reposo cuando una fuerza
externa empuja el objeto hacia arriba, utiliza la ecuación: N = m * g - F *
sin(x).

9. FUERZA DE ROZAMIENTO
 Es la fuerza que existe entre dos superficies ásperas en contacto, que se
opone al deslizamiento. Se genera debido a las imperfecciones, que en mayor
parte son microscópicas, entre las superficies en contacto.
 La fuerza de rozamiento por deslizamiento Fk es proporcional a la fuerza
normal N. Fk=µk N La constante de proporcionalidad µk es un número sin
dimensiones que se denomina coeficiente de rozamiento cinético.

10. FUERZA ELASTICA
 La fuerza elástica es la ejercida por objetos tales como resortes, que tienen
una posición normal, fuera de la cual almacenan energía potencial y ejercen
fuerzas.
LA FUERZA ELÁSTICA SE CALCULA COMO:
 F = Fuerza elástica [N]
 k = Constante de elasticidad del resorte [N/m]
 ΔX = Desplazamiento desde la posición normal [m]

11. DIAGRAMAS DE CUERPO LIBRE

12. SISTEMA REFERENCIAL INERCIAL
 Los sistemas de referencia inerciales son aquellos en los que se cumplen las
leyes de Newton usando solo las fuerzas reales (no ficticias) que ejercen
entre sí las partículas del sistema.
 Un sistema inercial es un sistema de coordenadas en el cual los cuerpos se
mueven de manera uniforme en una línea recta y ninguna fuerza actúa sobre
ellos. Este comportamiento se basa en la ley de inercia de Galileo. Inercia es
cuando un cuerpo se mantiene en movimiento mientras que ninguna fuerza
actúa sobre él.

13. BIBLIOGRAFIA
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