LEYES DE LA DINAMICA O LAS LEYES DE NEWTON
ARACELYNAM2001Resumen26 de Marzo de 2020
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LEYES DE LA DINAMICA O LAS LEYES DE NEWTON
La dinámica es la parte de la Mecánica que estudia las relaciones entre las causas que originan los movimientos y las propiedades de los movimientos originados. Las Leyes de Newton constituyen los tres principios básicos que explican el movimiento de los cuerpos, según la mecánica clásica. Fueron formuladas por primera vez por Newton en 1687, aunque la primera de ellas ya fue enunciada por Galileo. Tal y como las vamos a ver aquí sólo son válidas para un Sistema de Referencia Inercial.
¿Cuáles son las Leyes de Newton?
- Primera ley o ley de la inercia.
- Segunda ley o ley fundamental de la dinámica.
- Tercera ley o principio de acción y reacción.
Estas leyes sobre la relación entre la fuerza, la velocidad y el movimiento de los cuerpos son la base de la mecánica clásica y la física, y fueron postuladas por el físico y matemático inglés Isaac Newton, en 1687.
Primera ley de Newton: ley de la inercia
La ley de la inercia o primera ley postula que un cuerpo permanecerá en reposo o en movimiento recto con una velocidad constante, a menos que se aplique una fuerza externa. Dicho de otro modo, no es posible que un cuerpo cambie su estado inicial (sea de reposo o movimiento) a menos que intervengan una o varias fuerzas.
La fórmula de la primera ley de Newton es:
[pic 1]
Segunda ley de Newton: ley fundamental de la dinámica
La ley fundamental de la dinámica, segunda ley de Newton o ley fundamental postula que la fuerza neta que es aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere en su trayectoria.
La fórmula de la segunda ley de Newton es:
[pic 2]
La masa (m), expresada en kg, por la aceleración (a), expresada en m/s2 (metro por segundo al cuadrado).
Esta fórmula sólo es válida si la masa es constante. Cuando la masa del cuerpo es variable, es necesario calcular la cantidad de movimiento, que es el producto de la masa del objeto por su velocidad (m.v).
En este caso, la fórmula de la ley de la dinámica sería:
[pic 3]
Tercera ley de Newton: principio de acción y reacción
El postulado de la tercera ley de Newton dice que toda acción genera una reacción igual, pero en sentido opuesto.
La fórmula de ley de acción y reacción es:
[pic 4]
La fuerza del cuerpo 1 sobre el cuerpo 2 (F1-2), o fuerza de acción, es igual a la fuerza del cuerpo 2 sobre el cuerpo 1 (F2-1), o fuerza de reacción. La fuerza de reacción tendrá la misma dirección y magnitud que la fuerza de acción, pero en sentido contrario a esta.
Cuarta ley de Newton: ley de gravitación universal
El postulado de esta ley de la física establece que la fuerza de atracción de dos cuerpos es proporcional al producto de sus masas. La intensidad de esa atracción será más fuerte mientras más cercanos y masivos sean los cuerpos.
La fórmula de la cuarta ley de Newton es:
[pic 5]
La fuerza ejercida entre los dos cuerpos con masa (F) es igual a la constante de gravitación universal (G). Esta constante se obtiene al dividir el producto de las dos masas involucradas (m1.m2) entre la distancia que las separa, elevada al cuadrado (d2).
CONCLUSIONES O COMENTARIOS
De los análisis anteriores se puede observar que hay tres fuentes importantes de errores conceptuales al aprender las leyes de Newton. Ellos son: 1) Las preconcepciones de los estudiantes, que en general están fijadas muy fuertemente y provienen de una errónea interpretación de la realidad. 2) El desconocimiento de los prerrequisitos. Hay confusiones llamativas en la cinemática entre velocidad y aceleración. En el caso de la fuerza resultante, no especifican todas las fuerzas o suman mal. 3) El principal error al interpretar una ley dada proviene del desconocimiento de las otras. Por ejemplo en el caso 6, no se acepta la existencia de la reacción porque no se entiende que, siendo las fuerzas iguales, a mayor masa habrá menos aceleración. Cuando se dice que «el peso de un objeto rompió la mesa (figura 1)», el peso actúa sobre el objeto y mal puede romper la mesa. Quien rompe la mesa es e, la reacción a la normal. Cuando dicen que la fuerza que trae la piedra rompió el vidrio, n entendieron la ley porque desconoce la 3a. El.Mdrio detiene a la piedra con una fuerza [pic 6]
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