1. Marcos Guerrero 1

2. Leyes de la Mecánica de
Newton.
Por Marcos Guerrero
Marcos Guerrero 2

3. Objetivos.
•Definir masa inercial.
•Definir masa gravitatoria.
•Comparar la masa gravitatoria con la masa inercial.
•Discutir el concepto de peso.
•Calcular el peso de un cuerpo utilizando la expresión W = mg.
•Distinguir entre masa y peso.
•Describir las fuerzas como causas de deformaciones o de
cambios de velocidad.
•Identificar las fuerzas que actúan sobre un objeto y dibuje
diagramas de cuerpo libre para representarlas.
•Descomponer las fuerzas en sus componentes.
•Determinar la fuerza resultante en situaciones diversas.
Marcos Guerrero 3

4. •Describir el comportamiento de un muelle lineal y
resuelva problemas que lo involucren.
•Indicar el enunciado de la primera ley del movimiento de
Newton.
•Describir ejemplos de la primera ley de Newton.
•Indicar la condición para el equilibrio de translación.
•Resolver problemas relacionados con el equilibrio de
translación.
•Indicar el enunciado de la segunda ley del movimiento de
Newton.
•Resolver problemas relacionados con la segunda ley de
Newton.
•Indicar el enunciado de la tercera ley del movimiento de
Newton.
Marcos Guerrero 4

5. •Discutir ejemplos de la tercera ley de Newton.
•Describir la naturaleza y propiedades de las fuerzas de
rozamiento.
•Definir coeficiente de rozamiento.
•Distinguir entre rozamiento estático y dinámico (por
deslizamiento).
•Definir fuerza de rozamiento estático máximo.
•Definir fuerza de rozamiento dinámico.
•Distinguir entre la fuerza de rozamiento estático máximo y
dinámico.
•Resolver problemas relacionados con fuerza de rozamiento
estático y dinámico.
Marcos Guerrero 5

6. •Definir los términos momento lineal e impulso y demostrar
que son de naturaleza vectorial.
•Determinar el impulso debido a una fuerza que varia con el
tiempo, interpretando una grafica fuerza-tiempo.
•Utilizar la segunda ley de Newton en la forma: Fuerza es la
variación del momento lineal de un cuerpo para deducir que
F=ma.
•Deducir la ley de conservación del momento lineal para un
sistema cerrado entre cuerpos, a partir de las leyes de Newton.
•Indique el enunciado de la ley de conservación del momento
lineal.
•Describir e identificar situaciones que impliquen
conservación del momento lineal, incluyendo explosiones y
colisiones inelásticas y elásticas.
•Resolver problemas de conservación de la cantidad de
movimiento que impliquen interacciones monodimensional y
bidimensional.
•Definir y aplicar el concepto de centro de masa.
Marcos Guerrero 6

7. •Definir, explicar y aplicar los conceptos de posición,
velocidad y aceleración del centro de masa.
•Describir y explicar cómo varía la masa y la velocidad en
función del tiempo, a través de ejemplos cómo la
propulsión de cohetes.
Marcos Guerrero 7

8. ¿Qué es la dinámica?
Parte de la mecánica que estudia los fenómenos de
reposo y movimiento que tiene los cuerpos u objetos
y las causas que lo producen (las fuerzas).
Marcos Guerrero 8

9. Qué es una fuerza?
Marcos Guerrero 9

10. 
Fuerza( F ).
Definición.
Es una cantidad vectorial capaz de alterar el estado de reposo
o de movimiento de un cuerpo u objeto, como también de
provocar una deformación (cambio de forma y/o tamaño).
Las unidades de la fuerza en el S.I. es el: Newton ( 1N  kgm / s 2 )
Las fuerzas aparecen
siempre que
interaccionan 2 o más
cuerpos.
Marcos Guerrero 10

11. Masa ( m).
Es una cantidad escalar que se define como la
cantidad de materia que posee un cuerpo y es
independiente del lugar donde se la mida (desde el
punto de vista de la mecánica clásica) y del método
utilizado para medirla.
Las unidades de la masa en el S.I. es el: kilogramo ( kg )
Marcos Guerrero 11

12. Entre las propiedades de la masa tenemos:
•La masa gravitacional.
•La masa inercial.
MASA GRAVITACIONAL.
Definición.
Es una cantidad escalar que mide la capacidad de atracción
que tienen los cuerpos, es decir la masa gravitacional de los
cuerpos son las responsables de la fuerza gravitacional.
Marcos Guerrero 12

13. Marcos Guerrero 13

14. Otra definición de la masa gravitacional.
Fgravitacional
mgravitacional 
g
MASA INERCIAL.
Definición.
Es una cantidad escalar que mide la resistencia que tiene un
cuerpo a oponerse a los cambios de su estado de reposo o
de movimiento, en otras palabras es la tendencia que tiene
un cuerpo en mantener el estado de reposo o de
movimiento mientras no se aplique una fuerza resultante
sobre el cuerpo.
Marcos Guerrero 14

15. Marcos Guerrero 15

16. Marcos Guerrero 16

17. ¿Por qué un aumento lento y continuo en la
fuerza hacia abajo rompe la cuerda de arriba de
la pesada bola, pero un aumento repentino
rompe la cuerda de abajo ?
¿Caerá la moneda al vaso cuando una fuerza se
aplica sobre la tarjeta?
¿Por qué el movimiento hacia abajo, y la
parada repentina del martillo aprietan su
cabeza?
Marcos Guerrero 17

18. Mientras más masa tenga un cuerpo, mayor inercia tendrá,
por lo tanto, podemos decir que la masa es una medida de
la inercia
Cuidado:
La masa inercial no es una fuerza.
Otra definición de la masa inercial.
Fresultan te
minercial 
a
La masa inercial y la masa gravitacional son iguales en
valor numérico pero representan propiedades diferentes de
la masa.
Marcos Guerrero 18

19. CLASIFICACIÓN DE LAS FUERZAS.
Desde el punto de vista macroscópico las fuerzas se
clasifican en:
1. Fuerzas de acción a distancia.
2. Fuerzas de contacto.
Marcos Guerrero 19

20. FUERZAS DE ACCIÓN A DISTANCIA.
También llamado fuerzas de campo.
Son fuerzas que no necesitan de un contacto físico y
se dan debido a campos gravitacionales, campos
eléctricos y campos magnéticos.
Marcos Guerrero 20

21. 
Peso ( W ).
Es una cantidad vectorial que se define como la
fuerza gravitacional que ejerce un planeta sobre un
objeto.
Las unidades del peso en el S.I. es el: Newton ( 1N  kg.m.s 2)
Marcos Guerrero 21

22.  
Fg  W
 
W  mg
La masa y el peso son propiedades de la materia.
Marcos Guerrero 22

23. w
w
w
Cuidado ► el peso no tiene nada que ver
con las superficies en contacto. Incluso
actúa si el cuerpo está en el aire.
Marcos Guerrero 23

24. FUERZAS DE CONTACTO.
Son fuerzas que necesitan de un contacto físico para
que se produzcan.
Marcos Guerrero 24

25. Fuerza Normal
Es una fuerza que se genera cuando dos cuerpos están en contacto.
Tiene una dirección perpendicular a las superficies en contacto.
N
N N
Cuidado ► Cuidado pensar que solamente
el cuerpo de abajo es el que le aplica la fuerza
Normal al cuerpo de arriba.
N
Marcos Guerrero 25

26. Fuerza de fricción
Marcos Guerrero 26

27. Fuerza de Tensión
La cuerda es un elemento flexible que sirve para transmitir la acción de una
fuerza aplicada. En condiciones ideales en los ejercicios diremos que la
masa es muy pequeña que no afecta a los resultados y que no se estira.
T T
La fuerza que aplica el niño se transmite totalmente a la pared
Cuidado ► las cuerdas siempre transmiten
fuerzas de tensión sobre el cuerpo al que
están unidas. Se dibujan saliendo T1 T2
del cuerpo que se analiza.
Marcos Guerrero 27

28. Fuerza de empuje
Marcos Guerrero 28

29. Realmente las fuerzas son de
contacto físico?
Marcos Guerrero 29

30. La clasificación de fuerzas de contacto y de campo
no es tan rígida, sin embargo, se pueden desarrollar
modelos para explicar fenómenos macroscópicos.
Si hacemos un estudio más a fondo, nos vamos a dar
cuenta que estas fuerzas de contacto son el resultado
de las fuerzas de campo.
Actualmente se da una clasificación de fuerzas que
recibe el nombre de Fuerzas Fundamentales de la
Naturaleza.
Marcos Guerrero 30

31. Las Fuerzas Fundamentales de la Naturaleza en
orden descendente son:
1. Fuerza nuclear o fuerza fuerte.
2. Fuerza electromagnética.
3. Fuerza débil.
4. Fuerza gravitacional.
Marcos Guerrero 31

32. 
Fuerza resultante ( F ).

También llamado fuerza neta (FNETA).
.
Definición.
Es una cantidad vectorial que se define como la suma
vectorial de todas las fuerzas que actúan en un sistema
conformado por uno o más cuerpos, de tal forma que produce
el mismo efecto.
Las unidades de la fuerza neta en el S.I. es el: Newton ( 1N  kgms2
Marcos Guerrero 32

33. Marcos Guerrero 33

34. Si la fuerza resultante sobre un sistema es cero,
entonces el sistema se encuentra en equilibrio de
traslación y por lo tanto tendrá una aceleración igual
a cero.
¿Qué significa que un sistema esté en equilibrio
de traslación ?
Significa que el sistema se encuentra en reposo
(equilibrio estático) o tiene un M.R.U. (equilibrio
dinámico)
Marcos Guerrero 34

35. Si la fuerza resultante sobre un sistema es diferente
de cero, entonces el sistema no se encuentra en
equilibrio de traslación y por lo tanto tendrá una
aceleración diferente de cero.
Marcos Guerrero 35

36. DIAGRAMA DE CUERPO
LIBRE (D.C.L.)
¿ Qué es el diagrama de cuerpo libre?
El diagrama de cuerpo libre consiste en un
diagramas de las fuerzas que actúan sobre un sistema
conformado por uno o más cuerpos.
Marcos Guerrero 36

37. ALGUNOS EJEMPLOS DE
DIAGRAMAS DE CUERPOS
LIBRES.
Marcos Guerrero 37

38. Una piedra en movimiento ascendente en un medio
donde se desprecia el rozamiento con el aire (vacío).
D.C.L. de la piedra Análisis vectorial
  
F  0
g  
  a0
W  
W ag

W : es la fuerza gravitacional que ejerce el planeta sobre la piedra.
Marcos Guerrero 38

39. Una piedra lanzada con una cierta velocidad y con un
cierto ángulo con respecto a la horizontal en un medio
donde se desprecia la resistencia del aire (vacío).
D.C.L. de la piedra Análisis vectorial
  
F  0
g  
  a0
W  
W ag

W : es la fuerza gravitacional que ejerce el planeta sobre la piedra.
Marcos Guerrero 39

40. Un bloque sostenido por dos cuerdas 1 y 2 que
a su vez están sostenidas sobre un techo.
Análisis vectorial

D.C.L. del bloque
 
T1 T2 T2
Cuerda 1
Cuerda 2

T1

W
 
 F  0
W  
a0

W: es la fuerza gravitacional que ejerce el planeta sobre el bloque.

T1 : es la fuerza de tensión que ejerce la cuerda 1 sobre el bloque.

T2 :es la fuerza de tensión que ejerce la cuerda 2 sobre el bloque.
Marcos Guerrero 40

41. Un bloque en movimiento descendente en un medio
donde se considera el rozamiento con el aire.
D.C.L. del bloque Análisis vectorial
 
 F  0
f  
 
a 0
 W f
a

W

W: es la fuerza gravitacional
 que ejerce el planeta sobre el bloque.
f : es la fuerza de resistencia que ejerce el aire sobre el bloque.
Marcos Guerrero 41

42. ¿QUÉ ES LA VELOCIDAD TERMINAL?
Es la velocidad constante que adquiere un
cuerpo en su movimiento descendente en el aire,
cuando la magnitud del peso se iguala a la
magnitud de la fuerza de rozamiento con el aire.
Marcos Guerrero 42

43. MOVIMIENTO DESCENDENTE DE UN
CUERPO EN UN MEDIO DONDE SE
CONSIDERA LA RESISTENCIA CON EL
 AIRE.
f
 
a f

  f
W a

 f
W 
a
  
W a 0

Marcos Guerrero
W 43

44. Para el gráfico mostrado a continuación, explique
¿cuál de las dos personas adquiere primero su
velocidad terminal?
Marcos Guerrero 44

45. Un bloque en reposo se encuentra sobre una
superficie horizontal.
D.C.L. del bloque Análisis vectorial
 
F  0
 
a0

  N
W  W
N

W: es la fuerza gravitacional

que ejerce el planeta sobre el bloque.
N : es la fuerza de la normal que ejerce el piso sobre el bloque.
Marcos Guerrero 45

46. Un bloque sobre una superficie horizontal con
rozamiento, es empujado por una persona hacia la
derecha con una aceleración constante.
D.C.L. del bloque

a  cons tan te 
F

fK 
W

 N
W: es la fuerza gravitacional

que ejerce el planeta sobre el bloque.
N : es la fuerza de la normal que ejerce el piso sobre el bloque.


F : es la fuerza de la normal que ejerce la persona sobre el bloque.
f K : es la fuerza de fricción cinética que ejerce el piso sobre el bloque.
Marcos Guerrero 46

47. Análisis vectorial

F 
  fK
F  0
  
a0
W 
N
Marcos Guerrero 47

48. Un bloque sobre un plano inclinado con
rozamiento se encuentra sostenido por
medio de una cuerda. D.C.L. del bloque

T

fS

N

 W
W: es la fuerza gravitacional

que ejerce el planeta sobre el bloque.
N : es la fuerza de la normal que ejerce el plano inclinado sobre el bloque.


T : es la fuerza de tensión que ejerce la cuerda sobre el bloque.
f s : es la fuerza de fricción estática que ejerce elMarcos Guerrero
plano inclinado sobre el bloque.
48

49. Análisis vectorial
 
F  0
  
a0
fS

T

N

W
Marcos Guerrero 49

50. Un bloque sobre un plano inclinado sin rozamiento, es
empujado por una persona hacia arriba con velocidad
constante.
D.C.L. del bloque

V  cons tan te

F

N

 W
W: es la fuerza gravitacional

que ejerce el planeta sobre el bloque.
N : es la fuerza de la normal que ejerce el plano inclinado sobre el bloque.

F : es la fuerza de la normal que ejerce la persona sobre el bloque.
Marcos Guerrero 50

51. Análisis vectorial
 
F  0
 
a0

F
 
W N
Marcos Guerrero 51

52. Un bloque sobre un plano inclinado con
rozamiento, es empujado por una persona hacia
arriba con velocidad constante.
 D.C.L. del bloque
V  cons tan te

 F
 fK
N

 W
W: es la fuerza gravitacional

que ejerce el planeta sobre el bloque.
N : es la fuerza de la normal que ejerce el plano inclinado sobre el bloque.

 : es la fuerza de la normal que ejerce la persona sobre el bloque.
F
f K : es la fuerza de fricción cinética que ejerce el plano inclinado sobre el bloque.
Marcos Guerrero 52

53. Análisis vectorial
 
F  0
 
a0
 
fK F

N

W
Marcos Guerrero 53

54. Un bloque sobre un plano inclinado con rozamiento, es
empujado por una persona hacia arriba con aceleración
constante hacia arriba.
 D.C.L. del bloque
a  cons tan te

 F
 fK
N 
W

W: es la fuerza gravitacional

que ejerce el planeta sobre el bloque.
N : es la fuerza de la normal que ejerce el plano inclinado sobre el bloque.

F
 : es la fuerza de la normal que ejerce la persona sobre el bloque.
f K : es la fuerza de fricción cinética que ejerce el plano inclinado sobre el bloque.
Marcos Guerrero 54

55. Análisis vectorial

fK
  
F  0 F
 
a0

N

W
Marcos Guerrero 55

56. Un bloque sobre un plano inclinado con rozamiento,
es halado por una persona por medio de una cuerda
hacia arriba con aceleración
constante hacia arriba.
T D.C.L. del bloque

a  cons tan te
 
N fK

 W
W: es la fuerza gravitacional

que ejerce el planeta sobre el bloque.
N : es la fuerza de la normal que ejerce el plano inclinado sobre el bloque.

T
 : es la fuerza de tensión que ejerce la cuerda sobre el bloque.
f K : es la fuerza de fricción cinética que ejerce el plano inclinado sobre el bloque.
Marcos Guerrero 56

57. Análisis vectorial

 T
fK
 
F  0
 
a0

N

W
Marcos Guerrero 57

58. Preguntas conceptuales
Marcos Guerrero 58

59. Marcos Guerrero 59

60. Marcos Guerrero 60

61. Marcos Guerrero 61

62. Marcos Guerrero 62

63. Marcos Guerrero 63

64. Marcos Guerrero 64

65. Marcos Guerrero 65

66. Marcos Guerrero 66

67. Marcos Guerrero 67

68. Marcos Guerrero 68

69. Marcos Guerrero 69

70. Marcos Guerrero 70

71. PRIMERA LEY DE
LA MECÁNICA DE
NEWTON.
Marcos Guerrero 71

72. También llamado Ley de la inercia.
“Un cuerpo permanece en estado de reposo o de
movimiento rectilíneo uniforme, a menos que una
fuerza resultante externa modifique dicho estado”.
 
En resumen: F  0
Marcos Guerrero 72

73. Como la ecuación anterior es vectorial podemos determinar sus
componentes, por lo tanto nos queda:
 
FX  
0

FY  0
Marcos Guerrero 73

74. Sugerencia para resolver problemas:
o Seleccionar un sistema de coordenadas adecuado
o Realizar un diagrama de cuerpo libre del sistema a
analizar.
o Descomponga las fuerzas de acuerdo al sistema de
referencia.
o Aplicar la Primera Ley de Newton en cada eje del
sistema de coordenada
o El número de ecuaciones planteadas debe ser igual al
número de incógnitas.
o Resolver los sistemas de ecuaciones obtenidos,
prestando vital importancia a la incógnita que se pide
el problema.
Marcos Guerrero 74

75. Marcos Guerrero 75

76. Problema
Marcos Guerrero 76

77. Marcos Guerrero 77

78. Marcos Guerrero 78

79. SEGUNDA LEY DE
LA MECÁNICA DE
NEWTON.
Marcos Guerrero 79

80. “La aceleración que adquiere un cuerpo es
directamente proporcional a la fuerza resultante
aplicada sobre dicho cuerpo e inversamente
proporcional a la masa del cuerpo”.
F
En resumen:a 
m
Marcos Guerrero 80

81. Para la proporcionalidad llevarla a una ecuación se debe incluir
una constante k, entonces la Segunda Ley de Newton nos queda:
F
ak
m
Luego de realizar numerosos experimento se llego a la
conclusión que la constante k tiene un valor de 1 por lo tanto la
ecuación anterior nos queda:
F
a
m
De esta ecuación observemos que la aceleración depende de la
fuerza resultante y de la masa, en otras palabras esta ecuación de
la ve de derecha a izquierda mas no lo contrario;
Marcos Guerrero 81

82. Ahora llevando la ecuación anterior en forma vectorial tenemos:

 F
a
m
¿Qué dirección tiene el vector aceleración?
La misma de la fuerza resultante.
Marcos Guerrero 82

83. Ahora despejando la fuerza resultante tenemos:
 
F  ma
Como la ecuación anterior es vectorial podemos determinar sus

componentes, por lo tanto nos queda:

FX  ma X
 
FY  maY
 
FZ  maZ
Marcos Guerrero 83

84. ANALISIS EXPERIMENTAL DE LA SEGUNDA
LEY DE NEWTON.
Supongamos que la masa se mantiene en 1kg , y ahora
incrementamos la fuerza resultante.
Podemos observar que mientras la masa se mantiene constante y
la fuerza resultante se incrementa, entonces la aceleración
cambia de manera proporcional con la fuerza resultante.
Marcos Guerrero 84

85. En base a los datos experimentales construimos la gráfica
a vs. ΣF, por lo tanto tenemos:
Indique ¿qué representa la pendiente en una gráfica a vs.
ΣF?
Marcos Guerrero 85

86. Supongamos que la fuerza resultante se mantiene constante en
1N , y ahora disminuimos su masa.
Podemos observar que mientras la fuerza resultante se mantiene
constante y la masa disminuye, entonces la aceleración varía
inversamente proporcional con la masa.
Marcos Guerrero 86

87. En base a los datos experimentales construimos la gráfica
a vs. m, por lo tanto tenemos:
Marcos Guerrero 87

88. Indique las diferentes maneras para determinar la
aceleración en un cuerpo?
Existen dos maneras para determinar la aceleración y estas son:
 
 F  V
a a
m t
También conocida como la relación causa-efecto, porque la
fuerza resultante es la causante de la aceleración y esta produce
como efecto una variación en la velocidad.
Marcos Guerrero 88

89. Unidades de fuerza, masa y aceleración en los
diferentes sistemas de unidades.
Sistema de unidades Masa Fuerza Aceleración
S.I. kg N=kg.m.s-2 m.s-2
C.G.S. g dina=g.cm.s-2 cm.s-2
Inglés lb Poundal=lb.pie.s-2 pie.s-2
Marcos Guerrero 89

90. Definición del Newton:
Se define como la fuerza resultante necesaria para
proporcionar una aceleración de 1 m.s-2 a un objeto cuya
masa es de 1 kg.
Definición de la dina:
Se define como la fuerza resultante necesaria para
proporcionar una aceleración de 1 cm.s-2 a un objeto cuya
masa es de 1 g.
Definición del poundal:
Se define como la fuerza resultante necesaria para
proporcionar una aceleración de 1 pie.s-2 a un objeto cuya
masa es de 1 lb.
Marcos Guerrero 90

91. Factores de conversión de masa y fuerza.
kg lb UTM slug g
1 kg 1 2,205 0,1020 6,852x10-2 103
1 lb 0,4536 1 4,627x10-2 3,108x10-2 453,6
1 UTM 9,807 21,624 1 0,672 9,8x103
1 slug 14,59 32,17 1,488 1 14,59x103
1g 10-3 2,2x10-3 0,102x10-3 6,852x10-5 1
kgf lbf N pdl dn
1 kgf 1 2,205 9,807 70,93 9,8x105
1 lbf 0,4536 1 4,448 32,17 4,45x105
1N 0,1020 0,2248 1 7,233 105
1 pdl 1,41x10-2 3,108x10-2 0,1383 1 0,138x105
1 dn 0,102x10-5 0,2248x10-5 10-5 7,233x10-5 1
Marcos Guerrero 91

92. Preguntas conceptuales
Marcos Guerrero 92

93. Marcos Guerrero 93

94. Marcos Guerrero 94

95. Marcos Guerrero 95

96. Marcos Guerrero 96

97. Marcos Guerrero 97

98. Marcos Guerrero 98

99. Marcos Guerrero 99

100. Sugerencia para resolver problemas:
o Seleccionar un sistema de coordenadas adecuado
o Realizar un diagrama de cuerpo libre del sistema a
analizar.
o Descomponga las fuerzas de acuerdo al sistema de
referencia.
o Aplicar la Primera Ley y Segunda Ley de Newton,
según sea el caso, en cada eje del sistema de
coordenada
o El número de ecuaciones planteadas debe ser igual al
número de incógnitas.
o Resolver los sistemas de ecuaciones obtenidos,
prestando vital importancia a la incógnita que se pide
el problema.
Marcos Guerrero 100

101. Marcos Guerrero 101

102. Marcos Guerrero 102

103. SISTEMAS O MARCOS DE
REFERENCIAS INERCIALES Y
NO INERCIALES
Marcos Guerrero 103

104. ¿Qué es un sistema o marco de referencial inercial?
Un sistema o marco de referencia inercial, es un sistema
que está en reposo o que tiene movimiento a velocidad
constante.
Las Leyes de la Mecánica de Newton sólo se las aplica
en este tipo de sistema.
Por lo general al hacer el estudio del reposo o del
movimiento de un cuerpo se lo hace con un sistema de
referencia inercial en reposo.
Marcos Guerrero 104

105. Aquí tenemos una pequeña esfera sostenida de una cuerda
y suspendida del techo de un vagón que se acelera hacia la
derecha y la esfera se desvía como se muestra en la
figura debido a la 
inercia
a D.C.L. de la esfera

 T

A

W
Ecuaciones:
()FY  0 ()FX  ma
TCos  mg  0 TSen  ma
Marcos Guerrero 105

106. Conclusión:
El observador inercial A ( sistema de referencia inercial en
reposo ) , fuera del vagón afirma que la aceleración de la
esfera es brindada por la componente horizontal de la tensión
en la cuerda.
Marcos Guerrero 106

107. ¿Qué es un sistema o marco de referencia no inercial?
Un sistema o marco de referencia no inercial, es aquel
que tiene aceleración.
En este tipo de sistema inicialmente no se puede
aplicar las Leyes de la Mecánica de Newton, sólo
se las podría aplicar si se crea una fuerza ficticia.
¿Qué es una fuerza ficticia?
La fuerza ficticia se define como el producto de la masa del
cuerpo que se analiza y la aceleración del sistema en
movimiento ( FFICTICIA= m.a ). La fuerza ficticia no es real,
sino que se la utiliza para poder justificar las Leyes de la
Mecánica de Newton.
Marcos Guerrero 107

108. Seguimos con el ejemplo de la esfera que se encuentra en
movimiento junto al vagón, pero ahora ubicando otro
observador no inercial B ( está en el interior del vagón que
tiene aceleración ) en el interior del vagón

a D.C.L. de la esfera

  T
B
FFICTICIA 

W
Ecuaciones:
()FY  0 ()FX  0
TCos  mg  0 TSen  ma  0
Marcos Guerrero 108

109. ¿Qué indica el observador no inercial B , con respecto a la
esfera?
Según el observador B, la esfera se encuentra en
reposo y por lo tanto la fuerza resultante es cero.
¿ Cómo es posible que la esfera se desvíe con un cierto
ángulo con respecto a la vertical si está en equilibrio?
Debido a la fuerza ficticia.
Marcos Guerrero 109

110. DINAMÓMETRO.
•Es un instrumento que mide fuerzas.
•Está constituido por un resorte cuya deformación
se indica sobre una escala.
•Están calibradas en diferentes sistemas de
unidades.
•Existen dinamómetros que miden fuerzas de
tracción y fuerzas de comprensión, según sea el
caso.
Marcos Guerrero 110

111. Indique y explique, ¿cuáles son las lecturas de
los dinamómetros en los siguientes casos ?
Video.
Marcos Guerrero 111

112. Preguntas conceptuales
Marcos Guerrero 112

113. Marcos Guerrero 113

114. BALANZA.
•Es un instrumento que mide la normal.
•Está constituido por un resorte cuya deformación
se indica sobre una escala.
•Están calibradas en diferentes sistemas de
unidades.
Marcos Guerrero 114

115. Indique y explique, ¿cuál es la lectura de la
balanza cuando esta en equilibrio y cuando tiene
aceleración ?
Marcos Guerrero 115

116. Marcos Guerrero 116

117. PESO E INGRAVIDEZ.
Una cosa es el peso, y otra es la sensación de peso.
La fuerza de atracción que ejerce la Tierra sobre la nave y sus tripulantes, el peso,
proporciona la fuerza centrípeta necesaria para mantenerlos en movimiento orbital.
Al no existir una fuerza de contacto que los sostenga, los astronautas no tienen
sensación de peso y se encuentran en un estado de ingravidez, exactamente igual que
la que se experimenta en una caída libre (como si se encontraran en el interior de un
ascensor que se está cayendo).
Marcos Guerrero 117

118. En el techo del ascensor se encuentra sostenido un dinamómetro que a su vez
sostiene una bolsa de masa m. Además se encuentra una persona en el interior
del ascensor.
El ascensor se encuentra en reposo o se mueve a velocidad constante hacia arriba
o hacia abajo.
La lectura del dinamómetro es igual al
peso de la bolsa y la persona tiene una
sensación de una fuerza igual a su peso.
Marcos Guerrero 118

119. El ascensor se mueve hacia arriba con una aceleración constante de magnitud
igual a la mitad de la aceleración de la gravedad.
La lectura del dinamómetro es mayor al
peso de la bolsa y la persona tiene una
sensación de una fuerza mayor a su peso.
Marcos Guerrero 119

120. El cable del ascensor se rompe y se mueve hacia abajo con una aceleración
constante de magnitud igual a la aceleración de la gravedad.
La lectura del dinamómetro es cero y la
persona no tiene una sensación de una
fuerza (ingravidez).
Marcos Guerrero 120

121. TERCERA LEY DE
LA MECÁNICA DE
NEWTON.
Marcos Guerrero 121

122. También llamada la Ley de acción y reacción.
“Si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre otro cuerpo B, el
cuerpo B reaccionará sobre el cuerpo A con una fuerza del
mismo módulo y de dirección contraría.”
 
F F
Cuerpo A Cuerpo B
Marcos Guerrero 122

123. Marcos Guerrero 123

124. Conclusiones del enunciado de la Tercera Ley de
la Mecánica de Newton.
 Todas la fuerzas vienen en pares.
La una fuerza es la llamada fuerza de acción y la otra
fuerza es la llamada fuerza reacción, sin distinción.
Las fuerzas en pares son el resultado de la interacción
(por contacto o por campo) entre dos cuerpos.
Las fuerzas de acción y reacción no están aplicadas al
mismo cuerpo, sino en cada uno de los cuerpos que
interactúan.
Las fuerzas son de la misma magnitud, pero de
direcciones opuestas.
Marcos Guerrero 124

125. El carro y el camión se mueven uno frente al otro y chocan
como se muestra en la figura, indique ¿cuál de los dos
móviles recibe la mayor fuerza de impacto?
Indique, ¿cuál de los dos móviles tiene la mayor
aceleración?
Marcos Guerrero 125

126. UN EJEMPLO DE DIAGRAMAS
DE CUERPOS LIBRES PARA LA
EXPLICACIÓN DE LA TERCERA
LEY DE LA MECÁNICA DE
NEWTON
Marcos Guerrero 126

127. Dos bloques en reposo uno encima del otro sobre la
superficie horizontal de un planeta.
bloque A
bloque B
Marcos Guerrero 127

128. Indique ¿cuáles son los pares de cuerpos que
interactúan por contacto y por campo?
Por contacto:
•El bloque A y el bloque B.
•El bloque B y el piso del planeta
Por campo:
•El bloque A y el planeta.
•El bloque B y el planeta.
Indique ¿cuántos pares de fuerzas existen?
Por cada interacción existe un par de
fuerza, por lo tanto, hay 4.
Marcos Guerrero 128

129. Marcos Guerrero 129

130. SISTEMAS CERRADOS.
Definición.
Un sistema cerrado, es un sistema que consiste en
aislar uno o varios cuerpo.
En un sistema cerrado hay fuerzas que salen o
entran al sistema y no se anulan (fuerzas externas.
También en un sistema cerrado hay fuerzas de
igual magnitud y dirección contraria (Tercera Ley
de la Mecánica de Newton) que se anulan (fuerzas
internas).
Marcos Guerrero 130

131. Preguntas conceptuales
Marcos Guerrero 131

132. Marcos Guerrero 132

133. ¿cuál experimenta mayor cambio de velocidad en el choque?
¿cuál experimenta la mayor aceleración en el choque?
Marcos Guerrero 133

134. Marcos Guerrero 134

135. Sugerencia para resolver problemas:
o Realizar un diagrama de cuerpo libre del sistema a
analizar.
o Seleccionar un sistema de coordenadas adecuado y en
el mismo coloque todas las fuerzas que actúan sobre
el sistema estudiado (tenga mucho cuidado cuando se
trata de un problema donde hay que aplicar la Tercera
Ley de Newton).
o Dependiendo de las condiciones del sistema, tanto en
el eje x como en el eje y, puede aplicar la Primera y/o
la Segunda Ley de Newton.
o Recuerde que el número de ecuaciones debe ser igual
al número de incógnitas.
Marcos Guerrero 135

136. o Resolver los sistemas de ecuaciones obtenidos,
prestando vital importancia a la incógnita que se pide
el problema.
Marcos Guerrero 136

137. Marcos Guerrero 137

138. Marcos Guerrero 138