Mecanica aplicada

Leyes de Newton
(Mecánica Aplicada)
Elaborado por:
KATHERINE DIAZ
C.I 18649051
Elaborado por: KATHERINE DIAZ

LEY DE
INERCIA
La aplicación más importante de la
primera ley de Newton es encontrar el
valor de fuerzas que actúan sobre una
partícula, a partir de la condición
de equilibrio.
En la primera ley, se plantea que si una
partícula está en equilibrio, se cumple
que: ∑F = 0. Como la fuerza es una
cantidad vectorial, podemos plantear
que:
Todo cuerpo
permanece en su
estado de reposo o de
movimiento rectilíneo
uniforme a menos que
otros cuerpos actúen
sobre él
∑Fx = 0 y ∑Fy = 0 (Componentes rectangulares de las fuerzas).

EJERCICIO
# 1
Un cuadro de 2 Kg se cuelga
de un clavo como se muestra
en la figura, de manera que
las cuerdas que lo sostienen
forman un ángulo de
60º. ¿Cuál es la tensión en
cada segmento de la
cuerda?

Se debe determinar la situación del
problema. Una cuerda sostiene un
cuadro de 2 Kg, en dos segmentos,
cada segmento tiene una tensión Ta y
Tb respectivamente, como se ilustra
en el DCL.
EJERCICIO
CONT..

EJERCICIO
CONT..
De las tres fuerzas planteadas, solamente se puede determinar
el valor de su peso w.
∑Fy = 0 = Ta sen 60º + Tb sen 60º - w;
Ta sen 60º + Tb sen 60º = w = mg (1)
Luego, ∑Fx = 0 = - Ta cos 60º + Tb cos 60º
Ta cos 60º = Tb cos 60º, entonces Ta = Tb (2)
Sustituyendo (2) en (1):
2 Tb sen 60º = mg
Despejando Tb:
Como se demuestra en la ecuación (2), las tensiones en los
segmentos de cuerda son iguales.
Es importante colocar el sentido de cada componente, según el
marco de referencia propuesto.

La fuerza que
actúa sobre un
cuerpo es
directamente
proporcional a su
aceleración.
En un comienzo, Newton definió
la masa como la cantidad de materia de
un cuerpo. Sin embargo, con el tiempo,
esto quedó mejor explicado como
la medida de la inercia de un cuerpo ; es
decir, la resistencia del cuerpo a cambiar
su estado. Es importante tener claro que
a mayor masa, mayor inercia. Esto no
tiene nada que ver con el peso, por el
contrario, el peso se refiere a la fuerza de
gravedad sobre un cuerpo y es igual al
producto de su masa y la aceleración de
gravedad. .
Ley de
Fuerza

Una bala de 0,25 g de masa
sale de un cañón de un rifle
con una velocidad de
350m/s. ¿Cual es la fuerza
promedio que se ejerce
sobre la bala mientras se
desplaza por el cañón de 0.8
m de longitud del rifle?
EJERCICIO
# 2

Si sustituimos los valores que conocemos:
0,8 = 0 + 0 . t + ½ . a . t2
350 = 0 + a . t
Tenemos un sistema de ecuaciones con dos incógnitas (a y
t). Despejando a en la segunda ecuación:
y sustituyendo en la primera:
0,8 = 1 / 2 . (350 / ⱦ) . t2 →
0,8 = 175 . t →
t =4,57 .
EJERCICIO
CONT..
0,8 = ½ . a . t2
350 = a . t→
a = 350 / t
10-3
s

Una vez que conocemos el tiempo que tarda en salir la
bala del rifle calcularemos su aceleración media a lo largo
del mismo:
a = 350/ 4,57 . 10-3
s
a = 76586,43 m/s2
Por último , para calcular la fuerza, utilizaremos la segunda
ley de Newton:
F = 0,25 . 103 . 76586,43
F = 19,15 N
EJERCICIO
CONT.. →
→

Acción
y Reacción
La tercera ley, también conocida
como Principio de acción y
reacción nos dice esencialmente
que si un cuerpo A ejerce una acción
sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre
A otra acción igual y de sentido
contrario.
Cuando un cuerpo
ejerce una fuerza
sobre otro, éste
ejerce sobre el
primero una fuerza
igual y de sentido
opuesto.

Si dos bolas de pool A y B de masa m
se dirigen una hacia la otra,
chocando frontalmente. La bola A se
mueve con velocidad de 2m/s y la
bola B 1m/s.
• Determine la velocidad de la bola
A, si después del choque la bola B
se mueve con velocidad de
0,6m/s.
EJERCICIO
# 3

Solución: determinamos la cantidad de movimiento de
las bolas antes y después de la colisión. A la velocidad
de la esfera B antes de la colisión le asignamos signos
menos puesto que se mueve en dirección contraria a la
esfera A.
Como P antes = P después
m = (2m/s – 1m/s) = m( Va después + 0,6m/s)
De donde:
EJERCICIO
CONT..
2m/s – 1m/s =Va después + 0,6m/s =Va después = 0,4m/s

¿Cuál es la fuerza necesaria para que un móvil de
1500 Kg., partiendo de reposo adquiera una
rapidez de 2 m/s2 en 12 s?
DATOS:
F= ?
m= 1500Kg
Vo= 0
Vf= 2 m/s2
t= 12s
Como las unidades están todas en el sistema
M.K.S. no necesitamos hacer transformaciones.
La fuerza que nos piden la obtenemos de la
ecuación de la segunda ley de Newton:
F =m.a
EJERCICIO
# 4

De esa ecuación conocemos la masa, pero
desconocemos la aceleración. Esta podemos
obtenerla a través de la ecuación
a= Vf /f porque partió de reposo
Sustituyendo Vf y t por sus valores tenemos:
a= = 0,16
Si sustituimos el valor de a y de m en la ecuación
(I) tenemos que:
F=1500Kg . 0,16
EJERCICIO
CONT..
F= 240N

Conclusión
Podemos concluir diciendo que Las Leyes
de Newton son muy importantes pues nos
permiten comprender, explicar y predecir
muchos fenómenos naturales que
relacionan fuerzas y movimiento de los
cuerpos que se mueven a velocidades
relativamente pequeñas (mucho menores
que la velocidad de la luz). Todos los
movimientos que ocurren en la Tierra y el
Universo, pueden ser explicados con estas
Leyes. Por tanto, están relacionadas con lo
que sucede en nuestro entorno y tienen
aplicación práctica en la vida diaria, en las
ciencias naturales, en la ingeniería, en la
técnica, etc.

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