..
Las leyes de newton nos permiten conceptualizar la naturaleza de las fuerzas que intervienen en el movimiento de los cuerpos y cuantificarlas .
Ello significa que debemos considerar ,además de la rapidez ,las masas de los cuerpos que se mueven y el comportamiento que muestran bajo la acción de las fuerzas ..
INERCIA , MASA,Y FUERZA,.
INERCIA.
Entendemos como inercia a la tendencia de los cuerpos a conservar su estado de movimiento uniforme en línea recta ; asi recordemos que el movimiento inercial es el que se lleva a cabo con velocidad constante ,en él se incluye el reposo, tiene la velocidad constante cero.
! qué extraordinario talento el de GALILEO ! ¿ existe,en realidad,en cualquier confín de nuestro universo,el movimiento por inercia ? .
GALILEO = la luna en su movimiento circular alrededor de la tierra,.
la fuerza de atracción gravitatoria de la tierra se encarga únicamente de mantener a la luna en su órbita y no existe fuerza alguna que provoque el movimiento lineal de la luna.
MASA .
Para definir qué es masa,comenzaremos por considerarla como la cantidad de la materia contenida en un cuerpo ; cuanto más masivo sea el cuerpo ; más dificil será cambiarle su estado de movimiento,sea que el cuerpo este en reposo o que se mueva.
Por lo tanto,concluimos que la masa es la medida dinámica de la inercia de un cuerpo.la unidad de medida de la masa es el kilogramo su símbolo Kg ..
FUERZA.
La fuerza centrípeta de la cuerda sobre la piedra que gira,y la fuerza de atracción gravitatoria de la tierra .
Todos los cambios en el movimiento o en la forma de un cuerpo son provocados por la intervención de alguna fuerza.
PRIMERA LEY DE NEWTON
LEY DE LA INERCIA.
Todo objeto se mantiene en estado de reposo, o de movimiento uniforme rectilineo ,salvo que sea forzado a cambiar de estado por fuerzas externas aplicadas sobre él .
Queda claro que esta ley corresponde a situaciones ya sea de reposo,o bién de movimiento uniforme rectilineo..
Cantidad de movimiento o momentum.
LEY=de conservación de la cantidad de movimiento lineal .
Si a la rapidez de un cuerpo le agregamos su masa, se presenta un situación de inercia en movimiento,al producto de la masa por la velocidad de un cuerpo se le llama cantidad de movimiento, MOMENTUM
o ÍMPETU ; consiste en una cantidad VECTORIAL y su dirección es la de la velocidad,la cantidad de movimiento ( vector p ) es una propiedad que posee un cuerpo en virtud de su movimiento.
.
. P= m.v ,nota ( vector p y vector v ) el vector se presenta con una linea en la parte superior de la letra , ya sea p ,v o x,) la página no me permite presentarlo .
¿ cuál es la cantidad de movimiento de un cuerpo de 5 kg que se mueve a 10 m/s hacia el sur ?.
la magnitud de la cantidad de movimiento de un cuerpo se calcula con la ecuación p = m.v en su forma escalar .
p=m.v
p=5kg ( 10m/s )
p= 50 kgm/s
Así la cantidad de movimiento de dicho cuerpo es de 50kgm/s hacia el sur..
SEGUNDA LEY DE NEWTON.
Ley de la fuerza y la aceleración cuando la masa no varia .
Newton enunció esta ley fundamentalmente de la mecánica clásica ,en términos del cambio en la cantidad de movimiento a partir de la intervención de una fuerza neta o resultante : dicho cambio se produciría durante cierto tiempo en la dirección rectilínea en la que se imprimiera la fuerza.El cambio en la cantidad de movimiento de un cuerpo se da ,tanto si varia su masa como su velocidad ; una simplificación de dicha ley consiste en considerar la masa del cuerpo constante ,lo cual significa que el cambio se produce solo en la velocidad ,el enunciado de esta segunda ley se expresa en los siguientes términos.
La fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es igual a la razón de cambio de la cantidad de movimiento del mismo,y ese cambio tiene la misma dirección en la que se aplica dicha fuerza..
f = delta p.
_____ .
t , ( nota f se presenta con vector. delta p igual .).
como la masa es constante .
f= m ( vf -vi .)
_______.
t.
f= m.a ( el vector f ,vf vi,.f.,a, ) .
esta última expresión al ser la masa constante ,nos permite enunciar la ley como sigue .
" la aceleración que experimenta un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él ,y ambas,las fuerzas y la aceleración ,tienen la misma dirección.
Concluimos que las unidades de fuerza son unidades de masa por unidades de aceleración ,esto es ,kgm/s ,( s,al cuadrado ) en el ( SI ) ,esta unidad recibe el nombre de newton,y su símbolo es N.
1N= 1kgm/s. ( seg al cuadrado ) .
Así ,decimos que un NEWTON (in ) es la fuerza necesaria para comunicarle a una masa de 1 kg una aceleración de 1m/s ( seg,al cuadrado ).
ejemplo = un automovil se encuentra en reposo ; la acción de una fuerza durante 18s hace que el automóvil alcance una velocidad de 20m/s ,si la masa del automovil es de 1000 hg.
¿ cuál es la magnitud de la fuerza que lo impulso?.
f = m.a
f =m Vf -Vi .
_____.
t .
f = 1.000 kg 20m/s - 0m/s .
__________.
18 s .
f = 1.000.kg ( 1.111 m/s ) ( seg.al cuadrado ).
f = 1.111 kgm/seg. ( seg, al cuadrado )
f = 1.111 N.
El peso de un cuerpo relación entre peso y masa .
Todo cuerpo que se halla cerca de la superficie de la tierra experimentará una fuerza de atracción por parte de esta.Cuando un cuerpo cae,lo hace con movimiento uniformemente acelerado ; la aceleración que adquiere es G y su valor aproximado es 9,8 m/s ( seg al cuadrado ) atendiendo a la segunda Ley de Newton ,si el cuerpo acelera ,debe existir una fuerza neta que produzca tal aceleración.Esta fuerza es la fuerza de atracción gravitacional ,que sobre el cuerpo ejerce la tierra ; la llamamos peso y la denotamos con p así ( p es un vector )
f =m.a p=m.g = ( f,a,p,g,) son vectores )..
Un cuerpo puede pesar con respecto a la tierra a la luna o al sol,y debido a que sus fuerzas de atracción,son diferentes pesa diferente respecto de cada uno de ellos,la masa de ese cuerpo no sufre variación al variar de escenario como si sucede con el peso.
TERCERA LEY DE NEWTON.
Ley de la acción y la reacción.
ejemplo : un resorte ,fijo en un extremo ,es estirado en el otro extremo,por la mano de un hombre que aplica una fuerza tal la deformación del resorte requiere de una fuerza Fa ( f = vector ) sobre él,pués la sensación
que se percibe en la mano es la de tensión ejercida por el resorte ; es decir la mano experimenta ,una fuerza igual a la que aplica sobre el resorte y en sentido contrario;una fuerza de reacción.
La ley se enuncia como sigue : .
Las fuerzas de interacción entre dos cuerpos son siempre de igual magnitud y sentido contrario ,y actuán sobre cuerpos diferentes : .
en términos sencillos ; esto es ,a toda acción corresponde una reacción igual y opuesta..
Fa = - Fr ( donde f, es vector )
por lo tanto cabe concluir lo siguiente ;.
las fuerzas de acción y reacción nunca actuán,sobre el mismo cuerpo,aparecen y desaparecen en el mismo tiempo, son simultáneas, y nunca puede existir una sin la otra.
¿ porqué se inclina la rama cuando el pájaro levanta el vuelo desde ella ?..
El pájaro ,para impulsar ,debe ejercer una fuerza de presión sobre la rama Fa,( f es vector ) ,y esta ,al inclinarse ,experimenta esa fuerza para luego ejercer una fuerza F, ( vector ) que será la que impulse al pájaro
LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL DE NEWTON.
Newton parte de la suposición de que el sol atrae, a los planetas ; estos describen un movimiento casi circular ,recordemos que es elíptico y ,como. tal es un movimiento acelerado ,lo cual provoca necesariamente la existencia de una fuerza en la misma dirección de la aceleración,de acuerdo con su ( segunda ley ) esta fuerza radial y hacia el centro de la trayectoria ,y atrae constantemente al planeta ,igual que el planeta atrae el sol ( tercera ley ),lo que hace que se desvíe de su trayectoria rectilínea por inercia ( primera ley ) ,dando como resultado una trayectoria siempre curva ,que es su órbita,la fuerza gravitacional mantiene a los planetas en sus órbitas casi circulares..
Dados dos cuerpos cualesquiera .las fuerzas de atracción que entre sí están dirigidas a lo largo de la linea recta que une los centros de masa de ambos : y de acuerdo con la ( tercera ley de newton ) estas fuerzas son iguales en magnitud y opuestas en dirección .Este es el tipo de fuerzas de acción a distancia,que al igual que las fuerzas magnéticas, muestran sus efectos sin necesidad de que los cuerpos estén en contacto ,la fuerza gravitacional es solo de atracción.
por lo tanto : .
La fuerza de atracción gravitacional entre dos cuerpos es directamente proporcional al producto de sus masas , e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa .
simbólicamente se expresa :.
f, es proporcional a M1 M 2 .
. -----------------.
r (2) , ( se lee ,f es proporcional a M sub uno a M sub dos ,sobre radio al cuadrado.) .
esto significa que, cuanto mayores sean las masas M1,y M2 mayor será la fuerza de atracción,y cuanto mayor sea la distancia que los separa , r ,menor la fuerza con lo que se atraen.
G =6,67 x 10 ( a la menos -11) ( ley de potencia ) Nm ( metro al cuadrado ) / kg . ( al cuadrado ),.
G = 6,67 x 10 Nm / kg ..nota = se especifica asi porque la página no me permite expresar los cuadrados y potencias,gracias ..
de esta manera la expresión matemática de la ley se presenta como sigue.
F= GM1 M2.
_________.
R ( radio al cuadrado )..
si sabemos que la masa de la tierra es de .
5,98x10 ( a la menos 24 ) kg = tierra .
7,34 x 10 ( a la 22 kg )= luna y la distancia que los separa es de 3,84 x10m ( 10 a la 8 metros ) .
a ) calcule la fuerza de atracción entre la tierra y la luna .
a) f=GMt Ml .
_______ .
r ( radio al cuadrado ).
f= ( 6,67x10 ( a la menos 11 ) Nm ( m al cuadrado) / kg ) ( al cuadrado )= .
5,98x10 ( a la 24 )kg ( 7,34 x10 ( a la 22 ) kg ).
_____________________________________.
( 3,84 x10 ( a la ocho m) todo al cuadrado.).
= 292,76 x10 ( a la 35 )Nm ( m al cuadrado )= 19,86x10 ( a la 19 )N = 1.99x10 ( a la 26 ) N.
_________________________________.
14,74x10 ( a la 16 )m ( al cuadrado.
nota = se especifica en letras porque la página no me permite aplicar la matemática de la formula, muchas gracias..
La magnitud de la fuerza de atracción es considerablemente grande,dado que las masas de los cuerpos también lo son..
EL CAMPO GRAVITACIONAL .
Las fuerzas de atracción gravitacional entre dos cuerpos cualesquiera en el universo son el producto fundamentalmente de las masas de los mismos , esto significa que a un cuerpo le basta ser masivo para poseer esa capacidad de atracción..
FUERZA CENTRÍPETA Y MOVIMIENTO DE SATÉLITES..
La aceleración centrípeta en el movimiento circular supone la existencia de una fuerza y de acuerdo con la segunda ley de Newton,ambas tienen la misma dirección.
La fuerza centrípeta es radial y hacia el centro de la trayectoria circular.
Es la fuerza que desvia constantemente la dirección del movimiento rectilineo por inercia ; es también la que ejerce la cuerda sobre la piedra atada a ella al tiempo que gira,lo que ejerce el sol sobre los planetas para mantenerlos en sus órbitas casi circulares ,la que ejerce la tierra sobre la luna ,la de la carga del núcleo sobre los electrones ,o la que hace posible el movimiento de satélites .
.
No hay comentarios:
Publicar un comentario