Leyes De Newton

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Primera Ley de Newton

La primera ley de Newton, establece que un objeto permanecerá en reposo o con movimiento uniforme rectilíneo al menos que sobre él actúe una fuerza externa. Puede verse como un enunciado de la ley de inercia, en que los objetos permanecerán en su estado de movimiento cuando no actuan fuerzas externas sobre el mismo para cambiar su movimiento. Cualquier cambio del movimiento implica una aceleración y entonces se aplica la Segunda ley de Newton; De hecho, la primera ley de Newton es un caso especial de la segunda ley, en donde la fuerza neta externa es cero.

La primera ley de Newton, contiene implicaciones sobre la simetría fundamental del Universo, en la que el estado de movimiento en línea recta debe considerarse tan natural como el estado de reposo. Si un objeto está en reposo respecto de una marco de referencia, aparecerá estar moviéndose en línea recta para un observador que se esté moviendo igualmente en línea recta respecto del objeto. No hay forma de saber que marco de referencia es especial, de modo que, todos los marcos de referencias de velocidad rectilínea constante son equivalentes.

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Ejemplo de una Masa en una Cuerda

Conceptos sobre las Leyes de Newton

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Ejemplo de Fuerza Centrípeta

La cuerda debe proveer la fuerza centrípeta necesaria para mover la bola en círculo. Si la cuerda se rompe, la bola seguirá moviéndose en línea recta hacia adelante. El movimiento en línea recta en ausencia de fuerzas externas es un ejemplo de la primera ley de Newton. El ejemplo presupone que no actuan ninguna otra fuerzas neta externa como podría ser la fricción sobre una superficie horizontal. El círculo vertical es mas complejo.

Cálculo de la Fuerza Centrípeta

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Conceptos sobre las Leyes de Newton

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Segunda Ley de Newton

La segunda ley de Newton como se establece mas abajo, se aplica en un gran número de fenómenos físicos, pero no es un principio fundamental como lo son las leyes de conservación. Aplica solamente si la fuerza es una fuerza neta externa. No aplica directamente en situaciones donde la masa cambia, ya sea perdiendo o ganando material o si el objeto está viajando cerca de la velocidad de la luz, en cuyo caso deben incluirse los efectos relativistas. Tampoco aplica en escalas muy pequeñas a nivel del átomo, donde debe usarse la mecánica cuántica.

Pruebe a entrar datos en las casillas de abajo. Especificando dos cantidades cualesquiera, puede obtenerse la tercera. Despues de introducir los dos valores, pulse sobre la casilla vacía para obtener su valor.

Newtons = kg * m/s2

libras = slugs * pies/s2

Limitaciones a la Segunda Ley de Newton

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Conceptos sobre la Segunda Ley de Newton

Ejemplo de Visualización.

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Ilustración sobre la Segunda Ley de Newton

La segunda ley de Newton nos permite comparar los resultados que una misma fuerza ejerce sobre diferentes masas.

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Tercera Ley de Newton

Tercera ley de Newton: Todas las fuerzas en el universo, ocurren en pares (dos) con direcciones opuestas. No hay fuerzas aisladas; para cada fuerza externa que actúa sobre un objeto hay otra fuerza de igual magnitud pero de dirección opuesta, que actua sobre el objeto que ejerce esa fuerza externa. En el caso de fuerzas internas, una fuerza ejercida sobre una parte del sistema, será contrarrestada, por la fuerza de reacción de otra parte del sistema, de modo que un sistema aislado, no puede bajo ningún medio, ejercer ninguna fuerza neta sobre la totalidad del sistema. Un sistema no puede por si mismo ponerse en movimiento con solo sus fuerzas internas, debe interactuar con algún objeto externo a él.

Sin especificar el origen o naturaleza de las fuerzas sobre las dos masas, La tercera ley de Newton establece que si esas fuerzas surgen de las propias dos masas, deben ser iguales en magnitud, pero dirección opuestas, de modo que no surge ninguna fuerza neta de las fuerzas internas del sistema.

La tercera ley de Newton es uno de los principios fundamentales de simetría del universo. Puesto que no tenemos evidencia de haber sido violada en la naturaleza, se convierte en una util herramienta para analizar situaciones que son de alguna forma antiintuitivas. Por ejemplo, cuando un pequeño camión colisiona de frente contra otro grande, nuestra intuición nos dice que la fuerza ejercida sobre el mas pequeño, es mayor. ¡No es así!

Camión pequeño,

camión grande

Ejemplo sobre la Tercera Ley de Newton

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Ejemplo

Conceptos sobre las Leyes de Newton.

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Ejemplo sobre la Tercera Ley de Newton

La tercera ley de Newton puede ilustrarse identificando los pares de fuerza que aparecen en distintos bloques soportados por pesos de muelles.

Asumiendo que los bloques están apoyados y en equilibrio, la fuerza neta sobre cada sistema es cero. Todas las fuerzas ocurren en pares de acuerdo con la tercera ley de Newton.

LEY DE OHM

LEY DE OHM

La ley de Ohm establece que la intensidad de la corriente que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos. Esta constante es la conductancia eléctrica, que es el inverso de la resistencia eléctrica.

La intensidad de corriente que circula por un circuito dado es directamente proporcional a la tensión aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo. Cabe recordar que esta ley es una propiedad específica de ciertos materiales y no es una ley general del electromagnetismo como la ley de Gauss, por ejemplo.

La ecuación matemática que describe esta relación es:

Donde, I es la corriente que pasa a través del objeto en amperios, V es la diferencia de potencial de las terminales del objeto en voltios, G es la conductancia en siemens y R es la resistencia en ohmios (Ω). Específicamente, la ley de Ohm dice que R en esta relación es constante, independientemente de la corriente.1

Esta ley tiene el nombre del físico alemán Georg Ohm, que en un tratado publicado en 1827, halló valores de tensión y corriente que pasaba a través de unos circuitos eléctricos simples que contenían una gran cantidad de cables. Él presentó una ecuación un poco más compleja que la mencionada anteriormente para explicar sus resultados experimentales. La ecuación de arriba es la forma moderna de la ley de Ohm.

LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

La ley de gravitación universal es una ley física clásica que describe la interacción gravitatoria entre distintos cuerpos con masa. Ésta fue presentada por Isaac Newton en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, publicado en 1687, donde establece por primera vez una relación cuantitativa (deducida empíricamente de la observación) de la fuerza con que se atraen dos objetos con masa. Así, Newton dedujo que la fuerza con que se atraen dos cuerpos de diferente masa únicamente depende del valor de sus masas y del cuadrado de la distancia que los separa. También se observa que dicha fuerza actúa de tal forma que es como si toda la masa de cada uno de los cuerpos estuviese concentrada únicamente en su centro, es decir, es como si dichos objetos fuesen únicamente un punto, lo cual permite reducir enormemente la complejidad de las interacciones entre cuerpos complejos.

Así, con todo esto resulta que la ley de la Gravitación Universal predice que la fuerza ejercida entre dos cuerpos de masas y separados una distancia es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, es decir:

Donde

es el módulo de la fuerza ejercida entre ambos cuerpos, y su dirección se encuentra en el eje que une ambos cuerpos.

es la constante de la Gravitación Universal.

Es decir, cuanto más masivos sean los cuerpos y más cercanos se encuentren, con mayor fuerza se atraerán. El valor de esta constante de Gravitación Universal no pudo ser establecido por Newton, que únicamente dedujo la forma de la interacción gravitatoria, pero no tenía suficientes datos como para establecer cuantitativamente su valor. Únicamente dedujo que su valor debería ser muy pequeño.

LEY DE CAPACITANCIA

Definición: Es la propiedad que tienen los cuerpos conductores de almacenar carga eléctrica cuando están sometidos a una diferencia de potencial eléctrica. En los circuitos eléctricos, uno de los dispositivos eléctricos más usado prácticamente, es el elemento electroestático llamado capacitor o condensador (se usará indistintamente capacitor o condensador).

Para un sistema de dos cuerpos conductores cualesquiera con cargas de igual magnitud en valor absoluto, pero de signos contrarios, y , que están distribuidas en la superficie de estos cuerpos conductores forman un capacitor (denominados armaduras del condensador). Cada una de estas superficies conductoras es una superficie equipotencial, por lo que el cuerpo 1 (+) está a un potencial y el cuerpo 2

() está a otro potencial diferente . Cualquier dispositivo formado por dos conductores con cargas iguales y signos contrarios se le conoce como capacitor.

Supondremos que la diferencia de potencial (d.d.p.), entre esos cuerpos conductores, es: . Ordinariamente esta d.d.p. es directamente proporcional a la magnitud de la carga en ellos (la armadura del capacitor). La constante de proporcionalidad,  , entre q y está caracterizada por un parámetro , llamado su capacidad, que puede expresarse como , donde a se le conoce como la capacitancia del sistema de dos conductores, por lo tanto, la relación entre estas magnitudes puede expresarse simbólicamente como:

, o . (3.1)

La capacitancia es una propiedad independiente de la carga en los conductores, siendo su unidad (en el S.I) el Faradio, , , que es una unidad extremadamente grande, por lo que son más apropiadas unidades tales como: el microfaradio o el picofaradio .

RADIAN

El radián es la unidad de ángulo plano en el Sistema Internacional de Unidades. Representa el ángulo central en una circunferencia y abarca un arco cuya longitud es igual a la del radio. Su símbolo es rad. Hasta 1995 tuvo la categoría de unidad suplementaria en el Sistema Internacional de Unidades, junto con el estereorradián. A partir de ese año, y hasta el momento presente, ambas unidades figuran en la categoría de unidades derivadas.

El ángulo formado por dos radios de una circunferencia, medido en radianes, es igual a la longitud del arco que delimitan los radios dividida entre el radio; es decir, θ = s/r, donde θ es ángulo, s es la longitud de arco, y r es el radio. Por tanto, el ángulo completo, , que subtiende una circunferencia de radio r, medido en radianes, es:

GRÁFICA DEL SENO Y COSENO

GRÁFICA DE LA TANGENTE

LEY DE LOS SENOS

La ley de los Senos es una relación de tres igualdades que siempre se cumplen entre los lados y ángulos de un triángulo cualquiera, y que es útil para resolver ciertos tipos de problemas de triángulos.

La ley de senos nos dice que la razón entre la longitud de cada lado y el seno del ángulo opuesto a el en todo triángulo es constante.Si observamos la figura 1, la ley de senos se escribirá como sigue:

LEY DE LOS COSENOS

La ley de los cosenos es usada para encontrar las partes faltantes de un triángulo oblicuo (no rectángulo) cuando ya sea las medidas de dos lados y la medida del ángulo incluído son conocidas (LAL) o las longitudes de los tres lados (LLL) son conocidas. En cualquiera de estos casos, es imposible usar la ley de los senos porque no podemos establecer una proporción que pueda resolverse.

La ley de los cosenos establece:

c2 = a2 + b2 – 2abcos C.

Esto se parece al teorema de Pitágoras excepto que para el tercer término y si C es un ángulo recto el tercer término es igual 0 porque el coseno de 90° es 0 y se obtiene el teorema de Pitágoras. Así, el teorema de Pitágoras es un caso especial de la ley de los cosenos.

La ley de los cosenos también puede establecerse como

b2 = a2 + c2 – 2accos B or

a2 = b2 + c2 – 2bccos A.

LEY DE LA TANGENTE

En trigonometría, el teorema de la tangente es una fórmula que relaciona las longitudes de los tres lados de un triángulo y las tangentes de sus ángulos.

En la Figura 1, a, b, y c son las longitudes de los tres lados del triángulo, y α, β, y γ son los ángulos opuestos a estos tres lados respectivamente. El teorema de la tangente establece que:

Aunque el teorema de la tangente no es tan conocido como el teorema del seno o el teorema del coseno, es exactamente igual de útil, y se puede utilizar en cualquiera de los casos donde se conocen dos lados y un ángulo o cuando se conocen dos ángulos y un lado.

Necesitas dinero para estudiar, necesitas estudiar para trabajar y necesitas trabajar por dinero. ¿Quién fue el idiota que diseño este sistema?

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