miércoles, 24 de agosto de 2011

PRIMERA LEY DE NEWTON

PRIMERA LEY DE NEWTON





La primera ley de Newton señala que "Todo cuerpo continua en su estado de reposo o velocidad uniforme en línea recta a menos que una fuerza neta actué sobre él y lo obligue a cambiar ese estado". Esto contrasta con lo que creyó Aristóteles, quien pensaba que se necesitaba una fuerza continua para mantener un objeto en movimiento sobre un plano horizontal.


Tambien comocia como  la ley de la inercia.  La inercia es la tendencia que presenta un cuerpo en reposo a permanecer inmóvil, o la de un cuerpo en movimiento a tratar de no detenerse. A la primera ley de Newton se le conoce como ley de la Inercia, ya que describe con presición el comportamiento de la inercia.

Obviamente, la ley de la inercia se aplica tanto a los cuerpos en movimiento como a los cuerpos en reposo. Por tanto, la ley de la inercia se aplica a todos los cuerpos de forma independiente a cual sea su estado de movimiento.



relacion entre masa peso y aceleracion

SEGUNDA LEY DE NEWTON


La Segunda Ley de Newton se puede resumir como sigue: La aceleracion de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él, e inversamente proporcional a su masa.
La dirección de la aceleracion es la misma de la fuerza aplicada



a representa la aceleración, m la masa y F la fuerza neta. Por fuerza neta se entiende la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo

Definicion de Masa, Inercia


¿Qué es la masa? Newton mismo usó el término masa como sinónimo de cantidad de materia. Esta noción no es muy precisa. Con más precisión podemos decir que la masa es una medida de la inercia de un cuerpo. Mientras más masa tenga un cuerpo, es más difícil cambiar su estado de movimiento. Es más difícil hacer que comience a moverse partiendo del reposo, o detenerlo cuando se mueve, o hacer que se mueva hacia los lados saliéndose de su trayectoria recta. Un camión tiene mucho más inercia que una pelota de tenis que se mueva a la misma velocidad, siendo mucho más difícil cambiar el estado de movimiento del camión.
Para cuantificar el concepto de masa debe definirse un patrón. En unidades del Sistema Internacional (SI), la unidad de masa es el kilogramo (kg). El patrón actual es un cilindro de platino-iridio que se conserva en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas cerca de París, cuya masa, por definición, es exactamente un kilogramo. En unidades cgs, la unidad de masa es el gramo (g) y 1g = 10-3 kg. En el sistema ingles, la unidad de masa se llama slug.
No debe confundirse la masa con el peso. La masa es una propiedad de un cuerpo, es una medida de su inercia o cantidad de materia. El peso es una fuerza, la fuerza que la Tierra ejerce sobre el cuerpo. Para aclarar la diferencia, supongamos que llevamos un objeto a la Luna. Allí pesará la sexta parte de lo que pesaba en la Tierra, pero su masa seguirá siendo la misma.



Aceleracion, Fuerza Neta

La Primera ley de Newton afirma que en ausencia de fuerza neta sobre un cuerpo, éste permanece en reposo, o si está en movimiento, continúa moviéndose con velocidad constante (conservando su magnitud y direccion). Pero, ¿qué sucede si una fuerza actúa sobre un cuerpo? La velocidad debe cambiar, o sea, una fuerza neta origina una aceleracion.
La relación entre aceleracion y fuerza podemos encontrarla en experiencias cotidianas. Pensemos que empujamos un carrito de supermercado. La fuerza neta que se ejerce sobre el carrito es la fuerza que yo aplico menos la fuerza de friccion en las ruedas. Si la fuerza neta es F, la aceleracion será a, si la fuerza es 2F, la aceleracion será 2a, y así sucesivamente. Por tanto, la aceleracion de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta aplicada. Pero la aceleracion depende también de la masa del objeto. Si mantengo la fuerza neta F y aumento la masa al doble, la aceleración será a/2.
O sea, podemos afirmar
Se escoge la unidad de fuerza de tal modo que la constante de proporcionalidad en , sea 1, y así
a = F/m
Notemos que mediante esta segunda ley podemos dar una definicion más precisa de fuerza, como una acción capaz de acelerar un objeto.
Cuando la masa está en kilogramos y la aceleracion en metros por segundo al cuadrado, la unidad de fuerza se llama Newton (N), 1 N = 1kgm/s2.
En el sistema ingles, la unidad de fuerza es la libra. se define como el peso (que es una fuerza) de un cuerpo cuya masa es 0.45359237 kg en determinado lugar de la Tierra en el que la aceleracion de gravedad sea 32.1734 pies/s2.

condiciones de equilibrio


EQUILIBRIO

Estado de cantidad de movimiento constante

##LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO:

!° Cuando esta en equilibrio
2° Cuando no esta en equilibrio

##LAS CONDICIONES GENERALES EN EL PRINCIPIO DEL EQUILIBRIO:

1° La sumatoria algebraica de los componentes de todas las fuerzas, segun cualquier linea es igual a cero.

2° La sumatoria algebraica de todos los momentos de todas las fuerzas, segun cualquier linea es igual a cero.

##CLASIFICACION DEL EQUILIBRIO:

1° Estatico
2° Indiferente
3° Estable
4° Inestable

VARIABLES FISICAS DEL EQUILIBRIO:

1° Tiempo
2° Logitud
3° Masa
4° Fuerza

domingo, 21 de agosto de 2011

(fuerza)/ clases de fuerza







FISICA CLASIFICACION DE FUERZAS:








-FUERZA:
En física, la fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas se habla de interacción). Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.

-CLASES DE FUERZA:
Se pueden  distinguir dos grandes clases de fuerza . fuerza de contacto o fuerza de rozamiento representan el resultado de contacto físico entre el cuerpo  y sus alrededores por ejemplo. Mover un carro o estirar un resorte y fuerzas de acción a distancia que actúan atraves del espacio sin que haya contacto físico entre el cuerpo  y sus alrededores  por ejemplo la fuerza con que la tierra atraen a los cuerpos que caen  en caída libre  todas la diferentes formas de fuerza se encuentran dentro de sus clasificaciones
-FUERZA NORMAL:




En física, la fuerza normal: (o N)  se define como la fuerza que ejerce una superficie sobre un cuerpo apoyado sobre la misma. Ésta es de igual magnitud y dirección, pero de sentido opuesto, a la fuerza ejercida por el cuerpo sobre la superficie. 
 Cuando un cuerpo está apoyado sobre una superficie, ejerce una fuerza sobre ella cuya dirección es perpendicular a la superficie. De acuerdo con la tercera ley de Newton o "Principio de acción y reacción", la superficie debe ejercer sobre el cuerpo una fuerza de la misma magnitud y dirección, pero de sentido contrario.
En general, la magnitud o módulo de la fuerza normal es la proyección de la fuerza resultante sobre cuerpo, sobre el vector normal a la superficie. Cuando la fuerza actuante es el peso, y la superficie es un plano inclinado que forma un ángulo α con la horizontal, la fuerza normal se encuentra multiplicando la masa por g, la gravedad.

-FUERZA GRAVITACIONAL O PESO:
 Entre dos cuerpos aparece una fuerza de atracción denominada gravitatoria, que depende de sus masas y de la separación entre ambos. La fuerza gravitatoria disminuye con el cuadrado de la distancia, es decir que ante un aumento de la separación, el valor de la fuerza disminuye al cuadrado.La fuerza gravitatoria se calcula como:
G = Constante de gravitación universal. Es un valor que no depende de los cuerpos ni de la masa de los mismos

Peso
El peso es una fuerza gravitatoria ejercida por la aceleración de la tierra (u otro planeta). A diferencia de la masa el peso depende de la gravedad y de la distancia a la cual se encuentre el cuerpo.

El peso es una fuerza y por la segunda ley de newton  se calcula como masa por aceleración, siendo la misma la correspondiente a la gravedad de la tierra y por lo tanto la llamamos "g" en vez de "a".

P = m g

m =  Masa
g  =  Aceleración de la gravedad
P  =  Peso en newton.

El peso es una fuerza ejercida sobre distintos cuerpos y como toda fuerza tiene su par de reacción, que en el caso del peso, ese par se encuentra en la tierra.

-FUERZA DE FRICCION O ROZAMIENTO:
Se define a la fricción como una fuerza resistente que actúa sobre un cuerpo, que impide o retarda el deslizamiento de este respecto a otro o en la superficie que este en contacto. Esta fuerza es siempre tangencial a la superficie en los puntos de contacto con el cuerpo, y tiene un sentido tal que se opone al movimiento posible o existente del cuerpo respecto a esos puntos. Por otra parte estas fuerzas de fricción están limitadas en magnitud y no impedirán el movimiento si se aplican fuerzas lo suficientemente grandes. Esta fuerza es la causante, por ejemplo, de que podamos andar (cuesta mucho más andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento como, por ejemplo, un suelo rugoso).La experiencia nos muestra que:

-la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos
no depende del tamaño dela superficie de contacto entre los dos cuerpo pero sí depende de cual sea la
naturaleza de esa superficie de contacto
 es decir, de que materiales  la formen y si es más o menos rugosa.

la magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contacto es   proporcional
a la normal entre los dos cuerpos, es decir:

Fr= m·
N

Donde m es lo que conocemos como
coeficiente de rozamiento
Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que están en contacto. Hablamos entonces de
Fuerza de rozamiento estática
Por ejemplo, si queremos empujar un armario muy grande y hacemos

-FUERZA DE TENCION: 
Los hilos y las cuerdas sirven para transmitir fuerzas de un cuerpo a otro. Si en los extremos de una cuerda se aplican dos fuerzas iguales y contrarias la cuerda se pone tensa; denominándose tensión de la cuerda a cada una de esas dos fuerzas que soporta sin romperse.
Si modelamos un sistema con una masa colgando de una cuerda podemos distinguir varios casos.
Podría ser que la cuerda estuviera sujeta a una masa que se moviera con velocidad constante hacia arriba o hacia abajo. En este caso la tensión de la cuerda únicamente contrarrestaría a la fuerza contraria, el peso. Por tanto, T=m·g.
El segundo caso sería que la cuerda soportara una masa que se subiera o bajara con aceleración constante mayor que g (es decir, se mueve hacia arriba porque es mayor que la aceleración de la gravedad). En este caso la tensión ha de realizar dos efectos simultáneos: 1) contrarrestar el peso del cuerpo y 2) producir en él la aceleración de subida. Por lo tanto, T=m·g + m·a=m(g+a).
Un último caso vendría dado si la cuerda estuviera sujeta a un cuerpo que descendiera con aceleración constante menor que g (es decir, se mueve hacia abajo porque es menor que la aceleración de la gravedad), la tensión únicamente contrarrestaría aquella parte del peso que no produce la aceleración de caída. Por lo tanto, T=m·g  –  m·a = m(g-a).
EJEMPLO:


CASO DEL ASCENSOR:
§  En reposo:
§  V0=0 –> a=0 –> T-P=0. Por lo tanto T=P.
§  Hacia arriba:
§  1) a>0 –> T-P=m·a. Por lo tanto T=m(g+a)
§  2) a=0 –> T-P=0. Por lo tanto T=P.
§  3) a<0 --> T-P=m·(-a). Por lo tanto T=m(g-a).
§  Hacia abajo:
§  1) a>0 –> P-T=m·a. Por lo tanto T=m(g-a)
§  2) a<0 --> P-T=m·(-a). Por lo tanto T=m(g+a)
§  Se rompe el cable:
§  a=g –> P-T=mg. Por lo tanto T=m(g-g)=0.


(fuerza)/ clases de fuerza

 -FUERZA:


En física, la fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas se habla de interacción). Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.

-CLASES DE FUERZA:

Se pueden  distinguir dos grandes clases de fuerza . fuerza de contacto o fuerza de rozamiento representan el resultado de contacto físico entre el cuerpo  y sus alrededores por ejemplo. Mover un carro o estirar un resorte y fuerzas de acción a distancia que actúan atraves del espacio sin que haya contacto físico entre el cuerpo  y sus alrededores  por ejemplo la fuerza con que la tierra atraen a los cuerpos que caen  en caída libre  todas la diferentes formas de fuerza se encuentran dentro de sus clasificaciones





-FUERZA NORMAL:

En física, la fuerza normal: (o N)  se define como la fuerza que ejerce una superficie sobre un cuerpo apoyado sobre la misma. Ésta es de igual magnitud y dirección, pero de sentido opuesto, a la fuerza ejercida por el cuerpo sobre la superficie. 
 Cuando un cuerpo está apoyado sobre una superficie, ejerce una fuerza sobre ella cuya dirección es perpendicular a la superficie. De acuerdo con la tercera ley de Newton o "Principio de acción y reacción", la superficie debe ejercer sobre el cuerpo una fuerza de la misma magnitud y dirección, pero de sentido contrario.
En general, la magnitud o módulo de la fuerza normal es la proyección de la fuerza resultante sobre cuerpo, sobre el vector normal a la superficie. Cuando la fuerza actuante es el peso, y la superficie es un plano inclinado que forma un ángulo α con la horizontal, la fuerza normal se encuentra multiplicando la masa por g, la gravedad.

-FUERZA GRAVITACIONAL O PESO:
 Entre dos cuerpos aparece una fuerza de atracción denominada gravitatoria, que depende de sus masas y de la separación entre ambos. La fuerza gravitatoria disminuye con el cuadrado de la distancia, es decir que ante un aumento de la separación, el valor de la fuerza disminuye al cuadrado.La fuerza gravitatoria se calcula como:
G = Constante de gravitación universal. Es un valor que no depende de los cuerpos ni de la masa de los mismos

Peso
El peso es una fuerza gravitatoria ejercida por la aceleración de la tierra (u otro planeta). A diferencia de la masa el peso depende de la gravedad y de la distancia a la cual se encuentre el cuerpo.

El peso es una fuerza y por la segunda ley de newton  se calcula como masa por aceleración, siendo la misma la correspondiente a la gravedad de la tierra y por lo tanto la llamamos "g" en vez de "a".

P = m g

m =  Masa
g  =  Aceleración de la gravedad
P  =  Peso en newton.

El peso es una fuerza ejercida sobre distintos cuerpos y como toda fuerza tiene su par de reacción, que en el caso del peso, ese par se encuentra en la tierra.

-FUERZA DE FRICCION O ROZAMIENTO:
Se define a la fricción como una fuerza resistente que actúa sobre un cuerpo, que impide o retarda el deslizamiento de este respecto a otro o en la superficie que este en contacto. Esta fuerza es siempre tangencial a la superficie en los puntos de contacto con el cuerpo, y tiene un sentido tal que se opone al movimiento posible o existente del cuerpo respecto a esos puntos. Por otra parte estas fuerzas de fricción están limitadas en magnitud y no impedirán el movimiento si se aplican fuerzas lo suficientemente grandes. Esta fuerza es la causante, por ejemplo, de que podamos andar (cuesta mucho más andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento como, por ejemplo, un suelo rugoso).La experiencia nos muestra que:

-la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos
no depende del tamaño dela superficie de contacto entre los dos cuerpo pero sí depende de cual sea la
naturaleza de esa superficie de contacto
 es decir, de que materiales  la formen y si es más o menos rugosa.

la magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contacto es   proporcional
a la normal entre los dos cuerpos, es decir:

Fr= m·
N

Donde m es lo que conocemos como
coeficiente de rozamiento
Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que están en contacto. Hablamos entonces de
Fuerza de rozamiento estática
Por ejemplo, si queremos empujar un armario muy grande y hacemos

-FUERZA DE TENCION: 
Los hilos y las cuerdas sirven para transmitir fuerzas de un cuerpo a otro. Si en los extremos de una cuerda se aplican dos fuerzas iguales y contrarias la cuerda se pone tensa; denominándose tensión de la cuerda a cada una de esas dos fuerzas que soporta sin romperse.
Si modelamos un sistema con una masa colgando de una cuerda podemos distinguir varios casos.
Podría ser que la cuerda estuviera sujeta a una masa que se moviera con velocidad constante hacia arriba o hacia abajo. En este caso la tensión de la cuerda únicamente contrarrestaría a la fuerza contraria, el peso. Por tanto, T=m·g.
El segundo caso sería que la cuerda soportara una masa que se subiera o bajara con aceleración constante mayor que g (es decir, se mueve hacia arriba porque es mayor que la aceleración de la gravedad). En este caso la tensión ha de realizar dos efectos simultáneos: 1) contrarrestar el peso del cuerpo y 2) producir en él la aceleración de subida. Por lo tanto, T=m·g + m·a=m(g+a).
Un último caso vendría dado si la cuerda estuviera sujeta a un cuerpo que descendiera con aceleración constante menor que g (es decir, se mueve hacia abajo porque es menor que la aceleración de la gravedad), la tensión únicamente contrarrestaría aquella parte del peso que no produce la aceleración de caída. Por lo tanto, T=m·g  –  m·a = m(g-a).
EJEMPLO:


CASO DEL ASCENSOR:
§  En reposo:
§  V0=0 –> a=0 –> T-P=0. Por lo tanto T=P.
§  Hacia arriba:
§  1) a>0 –> T-P=m·a. Por lo tanto T=m(g+a)
§  2) a=0 –> T-P=0. Por lo tanto T=P.
§  3) a<0 --> T-P=m·(-a). Por lo tanto T=m(g-a).
§  Hacia abajo:
§  1) a>0 –> P-T=m·a. Por lo tanto T=m(g-a)
§  2) a<0 --> P-T=m·(-a). Por lo tanto T=m(g+a)
§  Se rompe el cable:
§  a=g –> P-T=mg. Por lo tanto T=m(g-g)=0.