DINAMICA
Es la parte de la Física que estudia el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que producen dicho movimiento.
Peso: Es la fuerza con la que la Tierra atrae a los cuerpos, el cual varía con la posición geográfica.
Es muy común que se confunda masa y peso, y ello se debe, entre otras cosas, a las siguientes razones: Hay una unidad de peso (kilogramo-fuerza) que tiene el mismo nombre que una unidad de masa (kilogramo-masa).
El dinamómetro es un instrumento que sirve para medir pesos y fuerzas. Consiste en un resorte de acero templado enrollado en espira, contenido en un tubo y con un gancho en su extremo inferior, donde se coloca el cuerpo a pesar
Unidades de fuerza y peso: Las unidades de fuerza y peso son las mismas que las de peso, es decir: el kilogramo-fuerza (), el newton (N) y la dina.
Equivalencias:
1 = 9,8 N y 1N = 0,102
1N = 100.000 dina y 1 dina = 0,00001 N
1N = 105 dina y 1dina = 10-5 N
FUERZA:
es toda causa que permite modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo, o bien que puede deformar o modificar un movimiento ya existente, mediante un cambio de velocidad o de dirección. Por ejemplo, al levantar un objeto con las manos se realiza un esfuerzo muscular, es decir, se aplica una fuerza sobre un determinado cuerpo.
El peso de un cuerpo, se define como la fuerza de atracción que ejerce la Tierra sobre dicho cuerpo.
La aplicación de una fuerza muscular puede deformar un cuerpo, por ejemplo, una lámina o un resorte.
Clases de fuerzas: la fuerza puede ejercerse por contacto o a distancia.
Características de una fuerza: una fuerza se caracteriza por tener cuatro elementos:
Punto de aplicación
- Dirección
- Sentido
- Intensidad
- dirección
TIPOS DE FUERZA:
FUERZA DE ROZAMIENTO
La fuerza de rozamiento surge entre dos cuerpos puestos en contacto cuando uno se mueve respecto al otro. Sobre cada uno de ellos aparece una fuerza de rozamiento que se opone al movimiento.
En la figura, se muestra un bloque arrastrado por una fuerza F horizontal. Sobre el bloque actúan el peso mg, la fuerza normal N que es igual al peso, y la fuerza de rozamiento Fk entre el bloque y el plano sobre el cual desliza. Si el bloque desliza con velocidad constante la fuerza aplicada F será igual a la fuerza de rozamiento Fk.
Podemos investigar la dependencia de Fk con la fuerza normal N. Veremos que si duplicamos la masa m del bloque que desliza colocando encima de éste otro igual, la fuerza normal N se duplica, la fuerza F con la que tiramos del bloque se duplica y por tanto, Fk se duplica.
La fuerza de rozamiento dinámico Fk es proporcional a la fuerza normal N.
Fk=ð k N
La constante de proporcionalidad ð k es un número sin dimensiones que se denomina coeficiente de rozamiento cinético.
El valor de ð k es casi independiente del valor de la velocidad para velocidades relativas pequeñas entre las superficies, y decrece lentamente cuando el valor de la velocidad aumenta.
VIDEOS:
ENLACES:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/dinamica.htm
http://fisicamnt.blogspot.com/2008/09/las-leyes-de-la-dinmica.html
http://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisica/introduccion.htm
http://tekisuto.es/dinamica-tercera-ley-de-newton/
El valor de la fuerza de rozamiento depende de: a) tipo de superficies en contacto (ej. madera, metal, plástico/granito, etc), b) del estado de la superficies, que pueden ser pulidas, rugosas, etc. (ej. madera compacta finamente lijada, acero inoxidable) y c) de la fuerza de contacto entre ellas.
El tipo y las condiciones de la superficie se representan por un número llamado coeficiente de rozamiento y la fuerza de contacto por N llamada normal de reacción:
Frmáx= Coef.roz . N
La fuerza de rozamiento no siempre alcanza el valor dado por la fórmula (ese es su valor máximo). En realidad la fuerza de rozamiento cuando se tira de un cuerpo pasa de cero a ese valor máximo y va tomando los valores iguales y opuestos a la fuerza de tracción para neutralizarla. Cuando la fuerza de tracción paralela al plano es mayor que la Fr (máxima), el cuerpo se desliza.
FUERZA PESO
Cada partícula de un cuerpo es atraída por la Tierra con una fuerza igual al peso de esa partícula. El sentido de cada una de esas fuerzas está dirigido hacia el centro de la Tierra y se las considera paralelas entre sí. De tal manera, se considera a la fuerza Peso del cuerpo como la resultante de todas esas fuerzas paralelas.
El Peso de un cuerpo es la fuerza con que el cuerpo es atraído hacia el centro de la Tierra. El vector Peso de un cuerpo sigue la dirección de la vertical, y su punto de aplicación se denomina centro de gravedad o baricentro. El centro de gravedad de una esfera se encuentra en su centro.
En un cilindro se encuentra en el punto medio de su eje.
El centro de gravedad de un paralelogramo se encuentra en el punto de intersección de sus diagonales.
El centro de gravedad de un triángulo está en la intersección de sus medianas.
El centro de gravedad de un circulo o de un aro se halla en su centro.
FURZA DE ROSAMIENTO CINEMATICO
En la figura, se muestra un bloque arrastrado por una fuerza F horizontal. Sobre el bloque actúan el peso mg, la fuerza normal N que es igual al peso, y la fuerza de rozamiento Fk entre el bloque y el plano sobre el cual desliza. Si el bloque desliza con velocidad constante la fuerza aplicada F será igual a la fuerza de rozamiento Fk.
Podemos investigar la dependencia de Fk con la fuerza normal N. Veremos que si duplicamos la masa m del bloque que desliza colocando encima de éste otro igual, la fuerza normal N se duplica, la fuerza F con la que tiramos del bloque se duplica y por tanto, Fk se duplica.
La fuerza de rozamiento dinámico Fk es proporcional a la fuerza normal N.
Fk=ð k N
La constante de proporcionalidad ð k es un número sin dimensiones que se denomina coeficiente de rozamiento cinético.
El valor de ð k es casi independiente del valor de la velocidad para velocidades relativas pequeñas entre las superficies, y decrece lentamente cuando el valor de la velocidad aumenta.
FUERZA DE ROZAMIENTO ESTATICO
También existe una fuerza de rozamiento entre dos objetos que no están en movimiento relativo.
Como vemos en la figura la fuerza F aplicada sobre el bloque aumenta gradualmente, pero el bloque permanece en reposo. Como la aceleración es cero la fuerza aplicada es igual y opuesta a la fuerza de rozamiento estático Fe.
F=Fe
La máxima fuerza de rozamiento corresponde al instante en el que el bloque está a punto de deslizar.
Fe máx=ð eN
La constante de proporcionalidad ð e se denomina coeficiente de rozamiento estático.
Los coeficientes de rozamiento estático y dinámico dependen de las condiciones de preparación y de la naturaleza de las dos superficies y son casi independientes del área de la superficie de contacto.
R = F1 + F2
o
F1
F2
R
También existe una fuerza de rozamiento entre dos objetos que no están en movimiento relativo.
Como vemos en la figura la fuerza F aplicada sobre el bloque aumenta gradualmente, pero el bloque permanece en reposo. Como la aceleración es cero la fuerza aplicada es igual y opuesta a la fuerza de rozamiento estático Fe.
F=Fe
La máxima fuerza de rozamiento corresponde al instante en el que el bloque está a punto de deslizar.
Fe máx=ð eN
La constante de proporcionalidad ð e se denomina coeficiente de rozamiento estático.
Los coeficientes de rozamiento estático y dinámico dependen de las condiciones de preparación y de la naturaleza de las dos superficies y son casi independientes del área de la superficie de contacto.
R = F1 + F2
o
F1
F2
R
LEYES DE NEWTON:
Representan las leyes más importantes de la mecánica clásica. Estas son tres y fueron formuladas por el más grande físico que ha habido: Newton. Estudiaremos las leyes en el orden en que fueron formuladas, empezando con: a) la ley de inercia, b) la ley que relaciona la fuerza con la aceleración, y c) la ley de acción y reacción.
El estudio de la dinámica es muy importante para conocer el mundo que nos rodea, y sus aplicaciones van desde determinar la fuerza necesaria para mover un automóvil hasta predecir el movimiento de los planetas y galaxias (Newton ideó las leyes porque estaba estudiando los principios que regían los movimientos de los planetas).
Al finalizar el capítulo terminaras sabiendo los conceptos, las ideas y las relaciones que rigen la dinámica de los cuerpos.
Anteriormente se estudió el movimiento sin ocuparnos de las causas que lo producen, aquí no sólo nos ocuparemos de las fuerzas que producen el movimiento sino que además estudiaremos la relación (2ª ley de Newton) que existe entre las causas (F) y los efectos (movimiento).
Podemos decir que el resultado de la interacción entre un objeto y su medio circundante es lo que denominamos fuerza. La fuerza que actúa sobre un cuerpo puede deformarlo, cambiar su estado de movimiento, o ambas cosas.
Primera ley, de la inercia: En palabras del mismo Newton "todo cuerpo conserva su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que sea obligado a cambiar ese estado por fuerzas que se le apliquen". Ejemplo: cuando un vehículo frena los pasajeros son impulsados hacia delante, es decir sus cuerpos tienden a seguir en ese movimiento. Un joven transporta en su motoneta, en el asiento trasero, a un acompañante. Si la motoneta está detenida, y arranca buscamente, el acompañante puede quedar en el lugar, la motoneta sigue.
Segunda ley, ecuación fundamental de la mecánica clásica: “si sobre un cuerpo de masa M se aplica una fuerza F, este cuerpo adquiere una aceleración a que es directamente proporcional a la fuerza aplicada”.
F a F=m.a
Tercera ley, de acción y reacción: “Si sobre un cuerpo se ejerce una fuerza, (llamada acción), este cuerpo reacciona con otra fuerza igual y de sentido contrario (llamada reacción)”.
Los cohetes funcionan en base al mismo principio, ya que se aceleran al ejercer una gran fuerza sobre los gases que expulsan. Estos gases ejercen una fuerza igual y opuesta sobre el cohete, lo que finalmente lo hace avanzar.
Cada material, sin importar cuán duro sea, es elástico. Esto hace que al ejercer una fuerza sobre él, este también lo haga. Por ejemplo, si empujamos una mesa estamos ejerciendo una fuerza sobre ella; si miramos nuestras manos, podremos ver qué están deformadas por la fuerza y sentimos dolor. Eso quiere decir que la mesa también ejerció una fuerza sobre nuestras manos.
De acuerdo a la segunda Ley de Newton F = m . a , las unidades de fuerza son:
1.- Un Newton: es la fuerza que aplicada a la masa de un kilogramo le produce una aceleración de , es decir:
2.- Un kilogramo fuerza: es aquella fuerza que aplicada a la masa de un kilogramo le produce una aceleración de , es decir:
3.- Una dina: es la fuerza que aplicada a la masa de un gramo le produce una aceleración de , es decir:
4.- Un gramo fuerza: es la fuerza que aplicada a la masa de un gramo le produce una aceleración de , es decir:
U N I D A D E S
| Magnitud | Símbolo | SIMELA | CGS | TECNICO |
| fuerza | F | N | dina | |
| masa | m | kg | g | |
| aceleración | a | |||
| velocidad | V |
VIDEOS:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/dinamica.htm
http://fisicamnt.blogspot.com/2008/09/las-leyes-de-la-dinmica.html
http://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisica/introduccion.htm
http://tekisuto.es/dinamica-tercera-ley-de-newton/
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