1. Colegio Santa Cruz
Temuco
Subsector: Física
Profesora: Aída San Martín
Segundo A
Luciano Aguilera A.
Melissa Pinilla M.
Rocio Pinilla M.
Temuco, 28 de Junio 2011
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2. ÍNDICE
 Introducción …………………………………………………………………...03
 Isaac Newton…………………………………………………………………..04
 Leyes de Newton………………………………………………………………05
Primera Ley de Newton……………………………………………………05
Segunda Ley de Newton…………………………………………………..06
Tercera Ley de Newton……………………………………………………08
 Fuerza………………………………………………………………………….09
 Tipos de fuerzas………………………………………………………………..10
Fuerza Normal……………………………………………………………...10
Fuerza de Roce……………………………………………………………..10
a)
b)
c)
Roce por deslizamiento………………………………..10
Roce estático y cinético ………………………………..11
Roce por rodadura……………………………………..14
Fuerza de Peso……………………………………………………………..14
Fuerza Elástica……………………………………………………………...15
Fuerza Gravitacional…………………………………………………….....17
Fuerza Magnética………………………………………………………….17
 Conclusiones…………………………………………………………………..18
 Bibliografía…………………………………………………………………….20
Impresa……………………………………………………………………...20
Digital………………………………………………………………………..20
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3. INTRODUCCIÓN
Las fuerzas y movimientos están presentes en todas las actividades de nuestro
diario vivir, por ejemplo: libros que caen, niños que juegan a tirar la cuerda, una
persona empujando el carro de supermercado, etc. Sin embargo estos son
diferentes y no sabemos cómo ocurren. Esta pregunta tuvo que haber nacido en la
mente de Isaac Newton, quien se dedicó a observarlos y estudiarlos, dando como
resultado las 3 leyes que le dieron reconocimiento y distinción en la historia de la
física: Principio de inercia, Principio de masa y Principio de acción y reacción.
Definir fuerza es complejo, ya que se divide en distintos tipos, por lo que al
definirlos en forma separada los podremos entender de una manera más eficaz.
A través de este informe se desarrollarán las leyes mencionadas anteriormente y se
incluirán ejercicios desarrollados de cada una de las fuerzas.
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4. ISAAC NEWTON (1642-1727)
Científico inglés nacido en Londres de 1642.
Su madre lo preparó para ser un granjero, sin
embargo se convenció de su talento y lo
envió a la Universidad de Cambridge. Tras su
graduación en 1665, Isaac Newton se orientó
hacia
la
investigación
en
Física
y
Matemáticas, con tal acierto que a los 29
años ya había formulado teorías que
señalarían el camino de la ciencia moderna
hasta el siglo XX.
Se considera a Isaac Newton uno de los protagonistas principales de la llamada
«Revolución científica» de los siglos XVII y XVIII.
Sus primeras investigaciones giraron en torno a la óptica: explicando la composición
de la luz blanca como mezcla de los colores del arco iris, también formuló una teoría
sobre la naturaleza corpuscular de la luz y diseñó en 1668 el primer telescopio de
reflector, modelo del cual se crearon los que se usan actualmente en la mayoría de
los observatorios astronómicos.
También trabajó en otras áreas, como la termodinámica y la acústica; pero su lugar
en la historia se debe a que formuló rigurosamente las tres leyes fundamentales del
movimiento: la primera ley de Newton o ley de la inercia, la segunda o principio
fundamental de la dinámica y la tercera o principio de acción y reacción.
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5. LEYES DE NEWTON.
 Primera ley de Newton: Principio de Inercia.
Esta ley afirma que “todos los cuerpos que permanecen en sus estado de reposo o
de movimiento uniforme rectilíneo, necesitan a menos que actué sobre ellos una
fuerza neta que cambie su estado; como asimismo es necesario que intervenga una
fuerza para detenerlo si esta en movimiento”.
A esta propiedad de los cuerpos se les llama inercia, la cual se manifiesta en muchas
actividades de la vida diaria, por ejemplo:
 Al partir bruscamente un auto o bus los pasajeros se van hacia atrás; si se
detiene o frena violentamente, los pasajeros se van hacia delante.
 En los ascensores, en la subida o bajada rápida se experimenta una rara
sensación debido a la inercia.
La masa de un cuerpo es una medida de su inercia, es decir la oposición que
presenta a ser acelerado linealmente. Por ello se dice que los cuerpos con mayor
masa tienen más inercia que los cuerpos que tienen menor masa.
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6.  Segunda ley de Newton: Principio de Masa.
Esta es una de las leyes más importantes de la física, la que dice que “la aceleración
que experimenta un cuerpo es proporcional a la fuerza neta aplicada e
inversamente proporcional a su masa inercial.
Siendo m la masa del cuerpo, a la aceleración que se obtiene con la fuerza F
podemos escribir algebraicamente este principio:
A= F
m
De esta relación se deduce la expresión que resume la segunda ley de Newton:
F= m·a
La aceleración del cuerpo tiene igual dirección y sentido que la fuerza neta. Como la
masa se expresa en Kg y la aceleración en m/s2, la fuerza neta queda expresada en
Kg·m/s2. A esta unidad se le llama newton (N).
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7. Según la segunda ley de Newton, si una misma fuerza neta se le aplica sobre dos
cuerpos de distinta masa, adquiere menor aceleración el que tiene más masa
debido a que mayor es la dificultad
para moverlo y modificar su velocidad.
También nos dice esta ley que si la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es mayor, la
aceleración que experimenta también será mayor.
Recuerda que la fuerza y la aceleración son magnitudes vectoriales por lo que
tienen un valor, una dirección y un sentido.
Problema resuelto
¿Qué fuerza debe aplicarse a un cuerpo que posee una masa de 5 kg para adquirir la
aceleración de 6 m/s2?
Datos
m=5kg
a=6m/s2
Fórmula
F= m·a
Planteamiento y resolución.
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8.  Tercera ley de Newton: principio de acción y reacción.
Esta ley dice que “siempre que un objeto
ejerce una fuerza (acción) sobre otro, el
segundo objeto ejerce sobre el primero una
fuerza (reacción) de igual modulo, en la
misma dirección pero en sentido contrario”
Es decir, si un cuerpo ejerce fuerza en otro
cuerpo, el segundo cuerpo produce una
fuerza sobre el primero con igual magnitud y
en dirección contraria.
Lo anterior se puede expresar con la siguiente fórmula:
F1= -F2
La fuerza siempre se produce en ares iguales y opuestos. Por esta razón, a la
tercera ley de Newton también se le conoce como ley de acción y reacción.
Problema resuelto
Un niño de 25kg y su padre de 75kg están con patines mirándose de frente, se
empujan con una fuerza de modulo 10N. Determinar la aceleración de ambas
personas.
Datos.
M1=25kg
Fórmula
M2=75kg
a=F/m
F1=10N
F2=-10N
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9. Planteamiento y resolución.
FUERZA
Una fuerza es la modelación de una interacción entre cuerpos. La fuerza no es una
propiedad de los cuerpos ni está en ellos, sino que los cuerpos tienen la capacidad
para ejercer fuerzas al interactuar con otros cuerpos. La unidad de medida de la
fuerza en el Sistema Internacional es el newton (N).
Las fuerzas son magnitudes vectoriales, entonces todas las fuerzas aplicadas sobre
un cuerpo se pueden representar mediante un vector cuyo signo depende del
sentido en que se aplica la fuerza, según determine el sistema de referencia
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10. escogido. Cuando dos o más fuerzas tienen la misma dirección, pueden ser sumadas
algebraicamente para obtener la fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo.
TIPOS DE FUERZAS
 Fuerza normal
La fuerza normal (FN o N) se define como la fuerza de igual magnitud y dirección,
pero diferente sentido. Es un tipo de fuerza de contacto ejercida por una superficie
sobre un objeto. Esta actúa perpendicular y hacia afuera de la superficie.
Supongamos que un bloque de masa (m) está en reposo sobre
una superficie horizontal, las únicas fuerzas que actúan sobre
ésta son su peso y la fuerza de contacto de la superficie. Como
la aceleración del bloque es cero, significa que la fuerza de
contacto es la fuerza normal N, porque tiene dirección
perpendicular o normal a la superficie. El vector de la fuerza
normal se encuentra multiplicando la masa por g, la gravedad,
de manera que:
N = m·g
 Fuerza de Roce
La fuerza de roce es aquella fuerza que se opone al movimiento entre dos
superficies que están en contacto. Esta fuerza se debe a las imperfecciones que
existen en ambas superficies.
a) Roce por deslizamiento: tiene su origen por las pequeñas rugosidades
existentes en cada una de las superficies en contacto, debido a esto, estas
dos superficies en contacto experimentan menor o mayor dificultad para
deslizarse una sobre otra.
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11. Un cuerpo, cuando se encuentra en superficie horizontal y en reposo,
actúan varias fuerzas sobre él. Por ejemplo, está la fuerza peso del cuerpo y
la fuerza normal, que igual modulo pero sentido opuesto. La fuerza de roce
por deslizamiento es proporcional a la fuerza normal (N), o fuerza hacia
arriba que la superficie aplica sobre el cuerpo. Esto lo podemos representar
en la siguiente fórmula:
f=µ · N
De la cual entenderemos que la fuerza de roce es proporcional a la normal,
donde la constante de proporcionalidad es el coeficiente de roce denotado
por la letra griega mu (µ). Este coeficiente depende del material y de la
rugosidad de la superficie en contacto
b) Roce estático y cinético: Cada vez que se quiera extraer un cuerpo del
reposo, existe una fuerza de roce estático; esta es una fuerza variable y se
expresa en la siguiente fórmula:
fe = µe · N
µe = coeficiente de roce estático
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12. La fuerza de roce cinético se da solo cuando el cuerpo se encuentra en
movimiento y se expresa en la siguiente fórmula:
fc= µc · N
µc= coeficiente de roce cinético
Donde µc < µe ; por lo que la fuerza de roce estático es mayor que la fuerza de
roce cinético
Problema resuelto
Materiales en contacto
Coeficiente roce estático
Coeficiente roce cinético
Hielo / Hielo
0.1
0.03
Vidrio / Vidrio
0.9
0.4
Madera / Cuero
0.4
0.3
Madera / Piedra
0.7
0.3
Madera / Madera
0.4
0.3
Acero / Acero
0.74
0.57
Caucho / Cemento
1.0
0.8
Hay que mover una silla de madera sobre el piso de madera de tu casa. La masa de
la silla es de 10 kg. (Considera g= 10 M/s2)
1. Determina la fuerza necesaria para sacarla del estado de reposo.
2. Determina la fuerza necesaria para mantenerla en movimiento constante.
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13. Datos
µe = 0.4
µc = 0.3
m = 10kg
g = 10 m/s2
Fórmulas
N = m·g
fe = µe · N
fc= µc · N
Planteamiento y resolución
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14. c) Roce por rodadura: este mecanismo consiste en colocar un rodillo debajo de
los cuerpos, lo que permite disminuir la fuerza de roce que implica deslizar
un cuerpo muy grande, pues la superficie de contacto es muy pequeña.
 La Fuerza de peso
Es la fuerza con que la tierra u otro cuerpo atraen a un objeto a su centro. El
valor del peso es directamente proporcional a la masa del objeto.
La expresión que define el peso de un cuerpo se deduce de la segunda ley de
Newton, donde F se remplaza por P y a por g:
P=m·g
El Peso también depende de la aceleración la que varía de un lugar a otro en
la Tierra; por lo tanto el peso de un cuerpo no es constante, pero la masa sí.
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15. Problema resuelto
Un hombre masa 70 kg. ¿Cuál es el peso en la Tierra? Considera g = 10m/s2.
Datos.
m= 70 kg.
g = 10 m/s2
Fórmula
P = m·g
Planteamiento y resolución
 Fuerza elástica
La fuerza elástica es aquella que viene definida por la Ley de Hooke, en
donde una fuerza aplicada sobre un resorte es directamente proporcional a
la elongación.
Para poder alargar o comprimir un resorte se necesita una cierta longitud (x)
y la aplicación de una fuerza (FM), como éstas son proporcionales, se formuló
lo siguiente:
FM = k · x
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16. Donde k es la constante de proporcionalidad y físicamente representa la
constante elasticidad del resorte y en SI se mide N/m.
El resorte a su vez, ejerce una Fuerza restauradora (FR) para volver a su
estado original, fuerza ejercida en dirección contraria al desplazamiento x, lo
que queda representado en una ecuación conocida como la Ley de Hooke:
FR = -k · x
Problema resuelto
Si un resorte tiene una constante elástica k = 1,7 N/cm, ¿fuerza se le debe
aplicar para tener una elongación de 3,9 cm?
Datos
k= 1,7 N/cm
x= 3,9 cm
Fórmula
F= k · x
Planteamiento y resolución
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17.  Fuerza gravitacional.
La fuerza gravitacional es una fuerza de atracción que hace que los cuerpos
se atraigan entre sí. Su magnitud depende de la masa y distancia de los
cuerpos, cuanto mayor sea la masa de los cuerpos, mayor será la fuerza, y a
mayor separación, ésta será más pequeña.
Es parte de las Fuerzas Fundamentales de la naturaleza.
 Fuerza electromagnética.
La fuerza electromagnética afecta a los cuerpos eléctricamente cargados:
atrae partículas opuestas y repele partículas de carga similar. Es la fuerza
involucrada en las transformaciones físicas y químicas de átomos y
moléculas.
Forma parte del conjunto de fuerzas fundamentales, el igual que la
gravitacional.
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18. CONCLUSIONES
Teniendo conocimiento de la primera ley de Newton, se puede concluir que muchos
de los sucesos que vivimos se explican gracias a este principio, por ejemplo,
estamos sentados en una silla (en reposo) y la mueven rápidamente, causándonos
una caída (nuevamente en reposo).
El Principio de Masa dice que la aceleración adquirida por un objeto depende
directamente de la fuerza que se le aplique, pero también depende de la masa que
éste posea.
Cuando saltamos en un trampolín ejercemos una fuerza para bajar, sin embargo
obtenemos otra, la cual nos levanta con la misma intensidad que la primera. Este
hecho lo podemos explicar según la Tercera Ley de Newton que dice: al ejercer una
fuerza sobre un objeto, éste ejerce una fuerza igual en sentido contrario.
La fuerza no sólo interfiere en los distintos movimientos de los cuerpos, sino que
también les puede producir deformaciones que no se pueden revertir, como apretar
una lata de bebida.
Dependiendo de las pequeñas rugosidades de las superficies de contacto, va a ser
mucho más fácil o difícil mover un objeto. Lo cual se demuestra en situaciones
donde tenemos que arrastrar, por ejemplo una caja por 2 superficies: cerámica y
cemento, en donde podemos apreciar que es más fácil desplazarla en la primera
superficie que en la segunda.
Una de las expresiones que más ocupamos son las que tienen relación con el peso y
la masa, sin embargo son usadas erradamente, ya que el peso es la atracción que
ejerce la gravedad sobre un cuerpo, la que varía del lugar de ubicación; en cambio la
masa es la cantidad de materia que posee un cuerpo, la que se mantiene constante.
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19. Uno de los grandes misterios de nuestra historia es cómo se construyeron las
Pirámides de Egipto o cómo se trasladaron los Moais de la Isla de Pascua, sin
embargo se cree que lo hicieron aplicando el roce por rodadura, el cual disminuye la
superficie de contacto y así se puede trasladar grandes cuerpos de una forma más
eficiente y fácil.
Al desarrollar los distintos ejercicios podemos aplicar y comprender los
conocimientos que muchas veces no entendemos con las palabras.
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20. BIBLIOGRAFÍA
 Impresa:
Herrera, M., Fernández, R., Moncada, F., Texto del estudiante: Física 2º
Educación Media, Santillana, 2011.
Herrera, M., Moncada, F., Valdés, P., Texto del estudiante: Física 1º
Educación Media, Santillana, 2010.
Mercado, C., Curso de Física: Mecánica y Ondas, 3ºaño de Educación
Media, Editorial Universitaria, 7º Edición, Chile, 1980.
La Tercera, Personajes que cambiaron el mundo, Bellsouth, Tomo Nº 7,
2001.
 Digital:
www.ieslasllamas.com/lec%202cfb.ppt
http://www2.udec.cl/~jinzunza/infancia/tema4.pdf
http://www.grupoblascabrera.org/unidades/Fuerzas.pdf
http://sites.google.com/site/timesolar/fuerza/fuerzanormal
http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?ID=18
9681
http://www.lawebdefisica.com/dicc/conceptos/mecanica.php
http://astronomos.net23.net/teorias/fuerzaelectromagnetica.html
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/dinamica.html
http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?ID=18
9680
http://www.astromia.com/astronomia/fuerzasfundamentales.htm
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