Las leyes de Newton describen el movimiento y las fuerzas. La primera ley establece que un objeto permanece en reposo o en movimiento uniforme a menos que actúe una fuerza externa. La segunda ley relaciona la fuerza y la aceleración de un objeto con su masa. La tercera ley establece que las fuerzas de acción y reacción son iguales en magnitud e opuestas en dirección.

1. Leyes de Newton
1. Dinámica
2. Leyes de Newton
Felipe Augusto López Garduza

2. Dinámica
 Parte de la mecánica que estudia el
movimiento, atendiendo a las causas que
producen dicho movimiento.

3. Fuerza
¿Qué causa que un objeto cambie su velocidad?
Sólo una fuerza puede causar un cambio en velocidad
Fuerza: Es aquello que causa que un cuerpo se acelere.
Entonces, ¡un cuerpo se acelera debido a una fuerza
externa!

4. Fuerza
 Fuerza Neta: Es la suma vectorial de todas las
fuerzas que actúan sobre un objeto.
  
FT 0 a 0 V Constante
¿Qué pasa si la fuerza neta sobre un cuerpo es Cero?
El objeto permanece en reposo o continúa moviéndose a
velocidad constante.

5. Equilibrio??
 Decimos que un objeto se encuentra en
equilibrio cuando su velocidad es
constante (si está en reposo, la velocidad
es constante y vale Cero.)

6. Fuerzas de Contacto

7. Fuerzas de Campo

8. Primerala Inercia
Ley de Ley de Newton
 En ausencia de fuerzas externas, un objeto
en reposo se mantiene en reposo y un
objeto en movimiento uniforme continúa en
movimiento a velocidad constante.

9. Primera Ley de Newton
 Cuando no hay fuerzas actuando sobre un
cuerpo, la aceleración del cuerpo es Cero.
  
FT 0 a 0 V Constante

10. Inercia
Es la tendencia de un
cuerpo a resistirse a
cualquier intento de
cambiar su velocidad.

11. Marcos de Referencia Inerciales
 Un Marco de Referencia Inercial es un
marco de referencia que NO está
acelerado.
De acuerdo a la primera ley de Newton, un
cuerpo en reposo y un cuerpo que se mueve
a velocidad constante, son equivalentes.

12. Preguntas
 ¿Es posible tener movimiento en ausencia
de una fuerza?
 ¿Es posible tener una fuerza en ausencia
de movimiento?

13. Masa
 Es la propiedad de un objeto que
especifica cuanta inercia tiene el objeto.
 Es una propiedad inherente de un objeto, y
es independiente del ambiente que rodea al
objeto y del método que se usa para medirla.

14. Problema
 Un elevador pesa 5000 N. Compara las fuerzas
que se tienen que ejercer para levantar el elevador
a velocidad constante, para bajarlo a velocidad
constante, y para mantenerlo colgando en reposo.
Respuesta: En los tres casos la fuerza con que se
tiene que jalar al elevador es de 5000 N.

15. Segunda Ley de Newton
 La aceleración de un objeto es
directamente proporcional a la fuerza neta
que actúa sobre el objeto, e inversamente
proporcional a su masa.

16. Ejemplo: Disco de Hockey Acelerado
Un disco de hockey que tiene una
masa de 0.30 kg se desliza sobre la
superficie horizontal, sin fricción de
una pista de hielo. Dos fuerzas
actúan sobre el disco, como se
muestra en la figura. La fuerza F1
tiene una magnitud de 5 N y la fuerza
F2 tiene una magnitud de 8 N.
Determine la magnitud y la dirección
de la aceleración del disco.

17. Ejemplo: Disco de Hockey Acelerado
F1x (5N)(Cos 340º ) 4.698 N
F1 y (5N)(Sen 340º ) 1.71 N
F2 x (8N)(Cos 60º ) 4N
F2 y (8N)(Sen 60º ) .928 N

18. Ejemplo: Disco de Hockey Acelerado

19. Ejemplo: Disco de Hockey Acelerado
Fy 5.218 N
Tan θ 0.599
Fx 8.698 N
Tan 1 (0.599) 30.95º

   F
F ma a
m
 10.143 N 
a a 33.81 N
0.30 kg

20. Ejemplo: Disco de Hockey Acelerado
Determine las componentes de una tercera fuerza que
cuando se aplica al disco ocasiona que éste tenga
aceleración cero.
F3 x 8.698 N F3 y 5.218 N

21. Fuerza de Gravedad y Peso
 Fuerza de Gravedad (Fg): Fuerza de
atracción que ejerce la Tierra sobre un
objeto. Está dirigida hacia el centro de la
Tierra.
 Peso: Es la magnitud de la Fuerza de
gravedad.

22. Peso
Un cuerpo en caída libre tiene ay= −g por lo
que según la segunda ley de Newton, la
fuerza de gravedad es: Fg= − mg y entonces,
el peso que es la magnitud de esta fuerza,
es: mg

23. Tercera Ley de Newton
 Si dos objetos interactúan entre sí, la fuerza
F12 ejercida por el objeto 1 sobre el objeto 2
es igual en magnitud y de sentido contrario
a la fuerza F21 ejercida por el objeto 2 sobre
el objeto 1:

24. Tercera Ley de Newton
No puede existir una fuerza aislada

25. Tercera Ley de Newton
 Fuerza de Acción:
Usualmente se refiere a
la fuerza que ejerce el
objeto 1 sobre el objeto
2.
 Fuerza de Reacción: Se
refiere a la fuerza que
ejerce el objeto 2 sobre
el objeto 1.

26. Tercera Ley de Newton
n: Fuerza Normal
Fg= −F g
n = − n´

27. Fuerza Normal
De la 2ª Ley de Newton y debido
a que el sistema está en
equilibrio (a=0), obtenemos que:
Fg= n= mg

28. Aplicaciones de las Leyes de Newton
 Cuando aplicamos las leyes de Newton,
sólo nos interesan las fuerzas externas que
actúan sobre el objeto.
 La construcción de un diagrama de cuerpo
libre adecuado es un paso importante en la
aplicación de las leyes de Newton.
 Las fuerzas de reacción NO se consideran pues
actúan sobre otros cuerpos y no sobre el cuerpo
de interés.

29. Pregunta
Un pasajero sentado en la parte trasera de un autobús
reclama que se lastimó cuando el chofer frenó y una
maleta que se encontraba en la parte delantera del
autobús salió volando hacia el pasajero. ¿Tiene razón el
pasajero?

30. Problema
Una fuerza de 10 N actúa sobre un cuerpo de masa 2 kg. (a) ¿Cuál es
la aceleración del cuerpo? (b) ¿Cuál es el peso del cuerpo en
Newtons? (c) ¿Cuál es la aceleración si la fuerza es duplicada?

Solución    F
F ma a
(a) Datos: F = 10 N m
m = 2 kg 10 N
a 5 m/s2
2 kg

31. Problema
Solución
Solución
(b)
(c)

Fg mg   F
F 20 N a
m
Fg (2 kg)(9.8 m/s2 )
20 N
Fg 19.6 N a 10 m/s2
2 kg

32. Problema
Después de acelerar uniformemente su brazo durante 0.09 s, un
pitcher suelta una bola de béisbol que pesa 1.4 N con una velocidad
inicial de 32 m/s horizontalmente hacia el frente. (a) ¿En qué distancia
se acelera la bola antes de ser lanzada? (b) ¿Qué fuerza ejerce el
pitcher sobre la bola?
1
xf xi Vxi Vxf t
Solución 2
(a) Datos: t = 0.09 s Vf= 32 m/s
1
Fg = 1.4 N
xf xi 0 m/s 32 m/s 0.09 s
2
Vi= 0 m/s
xf xi 1.44 m

33. Problema
Solución
(b) Fg
Fg mg m
Vxf Vxi g
ax
t 1.4 N
m 0.142 kg
32 m/s 0 m/s 9.8 m/s2
ax
0.09 s F ma 0.142 kg 355.555 m/s2
ax 355.555 m/s2 F 50.793 N

34. Problema
Un semáforo que pesa 125 N
cuelga de un cable atado a otros 2
cables asegurados a un soporte.
Los cables superiores forman
ángulos de 37º y 53 º con la
horizontal. Halla la tensión en los
3 cables.

35. Problema
De este diagrama podemos ver que
T3 = Fg
Entonces T3= 125 N

36. Problema
Fuerza Componente x Componente y
T1 T1 Cos 143º T1 Sen 143º
T2 T2 Cos 53º T2 Sen 53º
T3 0 -125 N

37. Problema
(1) Fx T1 Cos 143º T2 Cos 53º 0
(2) Fy T1 Sen 143º T2 Sen 53º 125 N 0
De la ecuación (1)
Sustituyendo en (2)
T1 Sen 143 º 1.33T1 Sen 53º 125 N 0

38. Problema