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Segunda Ley De Newton

Artuz102412 de Marzo de 2014

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Segunda Ley de Newton

Fuerzas externas e internas
Al analizar el comportamiento de un sistema de varios cuerpos, es conveniente distinguir entre fuerzas internas y externas. Las fuerzas internas son aquellas por las cuales todas las partes del sistema actúan entre sí. Las fuerzas externas son aquellas que influyen fuera del sistema sobre uno o más de los cuerpos de éste o sobre el sistema completo.

Una experiencia común indica que todo objeto en movimiento posee una cualidad que lo hace ejercer una fuerza sobre todo cuando se le intenta detener. Cuanta mayor sea la rapidez con que se desplaza, más difícil será detenerlo. Además, cuanta mayor masa tenga, más difícil será pararlo.


Newton le dio el nombre de movimiento a esta cualidad de un objeto en movimiento. Hoy se le llama cantidad de movimiento o momento lineal.
Y se define del modo siguiente.
Cantidad de movimiento = masa x velocidad

= m.

Donde es el símbolo con que se representa la cantidad de movimiento.
 es un vector que apunta en la misma dirección que .

También puede verse que un barco de grandes dimensiones que navegue a baja velocidad tiene una gran cantidad de movimiento, como lo tiene una bala pequeña disparada a alta velocidad. Y por supuesto, un objeto enorme que se desplace a alta velocidad.


Cuando una bala o un camión chocan contra una pared, se ejerce contra ésta una gran fuerza. ¿De donde proviene tal fuerza? De un cambio de velocidad. La fuerza de impacto es proporcional a la razón de cambio de velocidad del objeto en movimiento. Y a mayor masa de ese objeto, mayor fuerza; así, la fuerza de impacto es también proporcional a la masa del objeto en movimiento.

La cantidad de movimiento es grande si el objeto tiene gran masa y velocidad.
La cantidad de movimiento de un objeto de masa m y velocidad es igual al producto de la masa y la velocidad.

Variación en la cantidad de movimiento
Cuando ocurre un cambio en la masa y en la velocidad, en ambas a la vez, existirá un cambio en la cantidad de movimiento del cuerpo considerado.
Si la masa permanece constante pero la velocidad del cuerpo cambia de a se tendrá que.

= m. en el primer instante
 = m. en el segundo instante

La variación de la cantidad de movimiento será:

- = m . - m. => - = m.( - ) luego = m.

Estas ideas son congruentes con la segunda ley de Newton,

La segunda ley de Newton, en términos de la cantidad de movimiento, establece que la fuerza sobre un objeto es igual a la rapidez de cambio de la cantidad de movimiento del objeto. Es decir:

Una bala se acelera cuando se ejerce una fuerza sobre ella. Cuán rápido se mueva al final, no obstante, depende de algo además de su masa y la fuerza impartida. La velocidad final depende del tiempo. Una fuerza sostenida por un tiempo largo empuja la bala a una velocidad mayor que la misma fuerza aplicada brevemente.

Se puede expresar la segunda ley de Newton de otra forma, haciendo más evidente el factor tiempo, sustituyendo el término para la aceleración por su definición (el cambio en velocidad por tiempo).

Relaciones entre el impulso y la cantidad de movimiento.
La segunda ley de Newton expresa que = m. ; Como = ; se puede escribir
 = m. ; Luego . = m. para concluir que = . , es decir el cambio de la cantidad de movimiento es el producto de la fuerza (su promedio respecto al tiempo) y el intervalo de tiempo a lo largo del cual actúa dicha fuerza).
El producto . ; Se denomina impulso .

El impulso es la magnitud medida por el producto de la fuerza aplicada a un cuerpo y el intervalo de tiempo durante el cual actúa.

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