Leyes De Newton

Instituto nacional

“Prof. Jaime Francisco López”

Maestro: Juan Antonio Cabrera

Materia: ciencias físicas

Tema: Las Leyes de Newton

Integrantes:

Jonathán Abimael Meléndez Martínez Nº34

Marvín Wilfredo Rivera Laínez Nº44

Fátima Guadalupe Nº04

Samuel Elíseo Martínez López Nº30

Primer Año de Bachillerato Técnico

Sección: “B”

Año: 2011

Índice:

1. Introducción

2. Objetivos generales

3. ¿Quién fue Isaac Newton?

4. Las leyes de Newton

4.1. Primera ley de Newton

4.2. Ejemplos y aplicación de la 1ª ley de Newton

4.3. Segunda ley de Newton

4.4. Ejemplo y aplicación de la 2ª ley de Newton

4.5. Tercera ley de Newton

4.6. Ejemplos y aplicación de la 3ª ley de Newton

5. Conclusión

6. Bibliografías

1. Introducción

Las leyes del movimiento tienen un interés especial aquí; tanto el movimiento orbital como la ley del movimiento de los cohetes se basan en ellas.

Newton planteó que todos los movimientos se atienen a tres leyes principales formuladas en términos matemáticos y que implican conceptos que es necesario primero definir con rigor. Un concepto es la fuerza, causa del movimiento; otro es la masa, la medición de la cantidad de materia puesta en movimiento; los dos son denominados habitualmente por las letras F y m.

Daremos a entender, con ejemplos cotidianos de la vida de cualquiera de nosotros, las tres teorías o leyes planteadas por Newton. Esto hará que nuestro trabajo sea comprensible. Pero lo más importante es a través de este trabajo, aprender de forma clara, entretenida y sintetizada todo lo que vamos a ver en este trabajo.

2. Objetivos generales

Más que nada a través de este informe queremos mostrar todo lo aprendido dentro de nuestras investigaciones con el fin de dejarnos claro a nosotros mismos y a quien lea el r trabajo, varios conocimientos acerca de las Leyes de Newton.

El último de nuestros dos objetivos es, explicar a través de simples ejemplos, fáciles de entender para todo tipo de personas, las tres leyes o teorías de Newton. Esto lo lograremos citando algunos ejemplos de estas leyes que ocurran en nuestra vida cotidiana.

3. ¿Quién fue Isaac Newton?

El gran físico matemático que formuló las leyes básicas de la mecánica, llamado Isaac Newton, nació en la navidad de 1642, fue el mismo año de la muerte del gran Galileo Galilei. Newton nació en una pequeña ciudad de Inglaterra. Su educación estuvo a cargo de su abuela, este hecho nos deja claro la falta de afecto que Newton tuvo, esta falta de afecto influyó bastante en lo que fue su personalidad, un joven tímido, introspectivo, y hasta cierto punto, intolerante, lo que lo caracterizó siendo adulto.

Su pasión, desde pequeño, fueron los pequeños juguetes y aparatos mecánicos, y además al parecer este tenía una gran capacidad académica para las matemáticas. Una vez cuando fue creciendo pasaba largas horas sobre los árboles, absorto en lecturas y de todos tipos.

A sus 18 años un tío lo mandó a estudiar a la Trinity College de la Cambridge University, cerca de Londres, en esta universidad se dedicó inicialmente al estudio de las matemáticas revelándose como un alumno excelente.

4. Las leyes de Newton

Primera ley o ley de inercia

Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él.

Segunda ley o Principio Fundamental de la Dinámica

La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración.

Tercera ley o Principio de acción-reacción

Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto.

4.1. Primera ley de Newton

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).

Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el observador que describa el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.

En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.

4.2. Ejemplos y aplicación de la 1ª ley de Newton

Así, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento.

Aplicación de la primera ley de Newton o Ley de la inercia.

La primera ley de Newton la podríamos ejemplificar a través de un simple ejemplo presente en nuestra vida cotidiana.

Por ejemplo una persona situada en la parte posterior de un vehículo que recorre a una velocidad promedio de 60kms/hrs. Este vehículo al momento de virar hacia un lado, producirá que el sujeto ubicado en la parte posterior tienda a seguir en línea recta, por lo que se moverá a través del asiento de un lado hacia otro (como lo que nosotros conocemos la mantequilla) se moverá de un lado hacia otro siguiendo su línea anterior de movimiento, pero el roce de la superficie del asiento producirá que su movimiento no se prolongue exageradamente.

4.3. Segunda ley de Newton

La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:

F = m a

Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:

F = m a

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea, 1 N = 1 Kg. • 1 m/s2

La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es válida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es válida la relación F = m • a. Vamos a generalizar la Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa.

Para ello primero vamos a definir una magnitud física nueva. Esta magnitud física es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir: p = m • v

La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kg•m/s. En términos de esta nueva magnitud física, la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera:

La Fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la variación temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo, es decir,

F = dp/dt

De esta forma incluimos también el caso de cuerpos cuya masa no sea constante. Para el caso de que la masa sea constante, recordando la definición de cantidad de movimiento y que como se deriva un producto tenemos:

F = d (m•v)/dt = m•dv/dt + dm/dt •v Como la masa es constante dm/dt = 0

Y recordando la definición de aceleración, nos queda F = m a Tal y como habíamos visto anteriormente.

Otra consecuencia de expresar la Segunda ley de Newton usando la cantidad de movimiento es lo que se conoce como Principio de conservación de la cantidad de movimiento. Si la fuerza total que actúa sobre un cuerpo es cero, la Segunda ley de Newton nos dice que: 0 = dp/dt

Es decir, que la derivada de la cantidad de movimiento con respecto al tiempo es cero. Esto significa que la cantidad de movimiento debe ser constante en el tiempo (la derivada de una constante es cero). Esto es el Principio de conservación de la cantidad de movimiento: si la fuerza total que actúa sobre un cuerpo es nula, la cantidad de movimiento del cuerpo permanece constante en el tiempo.

4.4. Ejemplo y aplicación de la 2ª ley de Newton

Equilibrio Dinámico (ejemplo)

Equilibrio aparente, es decir en el que los constituyentes evolucionan; pero donde sus evoluciones se compensan.

Los equilibrios naturales son en general equilibrios dinámicos.

Para entender el concepto de equilibrio

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