GUIA 4 DE ESTATICA Y DINAMICA

INSTITUCION EDUCATIVA INTEGRADO CARRASQUILLA INDUSTRIAL[pic 1]

GRADO: 10º

ASIGNATURA: FISICA

PROFESOR: EVELIO GONZALEZ P.

ALUMNO:________________________________________ FECHA:___________________

CONCEPTO DE FUERZA. Ya que la fuerza no es visible, la mejor forma de estudiarla es a través de sus efectos.

El empujar  una carreta, remar un bote y empujar un tronco en el suelo, son ejemplos comunes de los efectos de la fuerza. En todas estas acciones se está haciendo una fuerza. La fuerza de los músculos del hombre y el efecto que esta produce es el movimiento. Sin embargo, la fuerza no necesariamente produce movimiento.

La fuerza es una cantidad de tipo vectorial porque cumple las leyes de los vectores.

LEYES DE NEWTON

PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA INERCIA.

Un cuerpo mantiene su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, a menos que sobre el actúe alguna fuerza resultante diferente de cero.

SEGUNA LEY DE NEWTON O LEY DEL MOVIMIENTO.

La aceleración que experimenta un cuerpo cuando sobre él actúa una fuerza resultante, es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa y dirigida a lo largo de la línea de acción de la fuerza.

[pic 2]

PROBLEMAS DE APLICACIÓN DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON.

1.-  Que fuerza se debe aplicar sobre un cuerpo de masa 50Kg para que acelere a razón de [pic 3] 

Solución. [pic 4]

1Newton (N) = [pic 5] en el sistema internacional

Una Dina =[pic 6].  Hagamos la equivalencia entre Newton y Dinas

[pic 7]

O sea que [pic 8]

2.-  Que aceleración experimenta un cuerpo de 8Kg de masa si sobre él actúa una fuerza de 24N?

3. Cuál es la masa de un cuerpo que al aplicarle una fuerza de 25N acelera a razón de [pic 9]

TERCERA LEY DE NEWTON O LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN.

A Toda acción se opone siempre una reacción igual y contraria.

FUERZAS MECÁNICAS ESPECIALES.

PESO DE UN CUERPO. El peso de un cuerpo es la fuerza que ejerce la tierra sobre él, debido a la atracción gravitacional. P = m. g

FUERZA NORMAL.  El la fuerza que ejerce una superficie sobre un cuerpo que se encuentra apoyado en ella.

FUERZA DE TENSIÓN.  Es la ejercida por una cuerda considerada de masa despreciable e inextensible, sobre un cuerpo que está ligado a ella.

FRICCIÓN

La fricción es la responsable que un cuerpo que está en movimiento sobre el suelo se detenga. “Ya sea para arrancar, detener, acelerar o desacelerar una partícula siempre debemos aplicar una fuerza exterior a él ".

La fuerza y la aceleración son dos magnitudes vectoriales directamente proporcionales, F ~ a. Matemáticamente se necesita una magnitud constante para establecer una igualdad, físicamente esa constante es la masa del cuerpo: F = m. a

Por supuesto que no siempre que apliquemos una fuerza podremos mover un cuerpo, si aplicamos la fuerza normal de una persona difícilmente moveremos una pared de concreto.

FUERZA DE ROZAMIENTO

 La fuerza de rozamiento, también llamada fricción, surge de la relación entre la naturaleza de la superficie (del piso para poner un ejemplo) y la reacción de esa superficie al peso (ó a la proyección del peso si es un plano inclinado).

Debemos hacer una distinción entre la fuerza de rozamiento de un cuerpo estático y la fricción de un cuerpo en movimiento. La fuerza de rozamiento estática (cuerpo quieto) es mayor que la que actúa sobre un cuerpo en movimiento. Se necesitan más personas para empujar un auto parado que para llevarlo una vez que arrancó.

Matemáticamente la fuerza de rozamiento y la reacción del piso son directamente proporcionales, para establecer una igualdad se necesita una constante, el valor constante de la proporción está determinado por el coeficiente de rozamiento (μ). Por supuesto que el coeficiente estático (μe) es mayor, numéricamente, que el coeficiente dinámico (μc). μe > μc .

F r = μ . N

ESTÁTICA.

Es la rama de la mecánica que estudia las leyes del equilibrio, es decir estudia las condiciones que deben cumplir las fuerzas que actúan sobre un cuerpo para que esté en equilibrio.

La fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es igual a cero.

Si se utiliza un sistema de coordenadas cartesianas, en cuyo origen colocamos un cuerpo y sobre los ejes proyectamos las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, tendremos:

[pic 10] 

Las ecuaciones anteriores son las expresiones matemáticas correspondientes a la condición de equilibrio de un cuerpo.

Las fuerzas que vayan dirigidas hacia la derecha y hacia arriba se consideran positivas y las que están dirigidas hacia la izquierda y hacia abajo se consideran negativas.

EJERCICIOS DE APLICACIÓN.

1.-  Dos personas sostienen una masa de 80Kg por medio de dos cuerdas, las cuales forman ángulos de 30º y 45º con respecto a la horizontal. Cuál es el valor de la fuerza que ejerce cada persona? ( la situación se muestra en la figura siguiente)

[pic 11]

2.-  Un objeto de 15Kg está suspendido de una cuerda A, de la que se tira horizontalmente mediante la cuerda B de manera que la cuerda A forme un ángulo de 30º con la vertical. Calcular las tensiones de las cuerdas A y B.

[pic 12]

CANTIDAD DE MOVIMIENTO

 Al aplicarse una fuerza es evidente que la velocidad de un cuerpo cambia.

 Físicamente. Tenemos un cuerpo que tiene una masa m, (valor escalar) el que adquiere una velocidad determinada al aplicársele una fuerza exterior. La masa y la velocidad resultan ser inversamente proporcionales ya que, a igual magnitud de fuerza, si la masa aumenta al doble su velocidad se reducirá a la mitad. Expresado de una manera más sencilla, si empujamos al mouse adquirirá mayor velocidad que si empujamos, con la misma cantidad de fuerza, a la CPU.

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