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Dinámica: Fuerzas...

  1. 1. DINÁMICA<br />INTRODUCCIÓN:<br />La dinámica es la parte de la mecánica que estudia el movimiento desde el punto de vista de las causas que lo producen.<br />Antiguamente, el gran filósofo Aristóteles se preguntaba por qué se movían los cuerpos, pues él consideraba erróneamente que lo propio de la materia era estar en reposo. Galileo Galilei hizo caer en la cuenta a la humanidad, que lo propio de la material es mantener el movimiento rectilíneo uniforme, y entonces se preguntaba por las causas que cambian el estado de movimiento de los cuerpos. Así, se consideran las fuerzas como la causa de las variaciones en el movimiento de los cuerpos.<br />
  2. 2. Continuación…<br />Desde el 5 de julio de 1686, Isaac Newton describió un sistema teórico coherente, llamado Las leyes de Newton, mediante el cual es posible explicarnos el movimiento de los cuerpos dentro de los ámbitos en que se desarrolla nuestra vida cotidiana, es decir, mientras la velocidad de los cuerpos no sea excesivamente grande (próxima a la velocidad de la luz) o su masa excesivamente pequeña como la de los protones o electrones. Para estas últimas circunstancias, el hombre se ha ideado otros sistemas explicativos: la mecánica relativista y la mecánica cuántica.<br />
  3. 3. ¿Qué es?<br />Es la interacción entre dos cuerpos materiales.<br />Es una magnitud vectorial que se puede representar mediante vectores.<br />Las fuerzas se miden con dinamómetros.<br />Su unidad es el Newton.(1Kg.m/s2 ).<br />Al aplicar una fuerza de un newton a un kg de masa , su velocidad aumenta 1m/s por cada segundo que transcurre.<br />Fuerzas<br />
  4. 4. Las fuerzas cotidianas<br />La unidad científica de fuerza es el newton, que se abrevia con la letra N.<br />Un cuerpo de 1 kilogramo de masa, pesa aproximadamente 9,8 N.<br />El peso:<br />La fuerza con la que la Tierra atrae a un objeto cerca de su superficie se llama peso de ese cuerpo. Esta fuerza está dirigida hacia el centro de la Tierra. El peso de un cuerpo se representa con la letra w.<br />
  5. 5. La normal:<br />Cuando un cuerpo reposa o se desliza sobre un plano, éste le aplica una fuerza perpendicular que por este motivo se denomina fuerza normal.<br />En algunos casos, el valor de la fuerza normal es igual al del peso (figura 1), pero también existen situaciones en las cuales no es así (figura 2).<br />Figura 1<br />Figura 2<br />
  6. 6. Las fuerzas de fricción:<br />Cuando un cuerpo se desliza sobre una superficie y, en ciertas circunstancias, cuando reposa sobre ella, esa superficie le aplica una fuerza que se denomina de rozamiento. Si el cuerpo se desliza se llama fuerza de rozamiento cinética (fk) y si está quieto, de rozamiento estático (fs). Estos dos tipos de fuerzas de rozamiento dependen de las superficies en contacto y de la fuerza normal que el cuerpo le aplica a la superficie sobre la que descansa o se desliza.<br />Fs≤ µsN<br />Fk≤ µkN<br />
  7. 7. Fuerzas elásticas:<br />Los resortes al ser estirados o comprimidos aplican fuerzas sobre los objetos atados a sus extremos. Estas fuerzas se llaman elásticas. Generalmente estas fuerzas son proporcionales a la longitud que se ha estirado o comprimido el resorte, en cuyo caso se dice que se cumple la ley de Hooke.<br />Fe = -k∆l<br />Fuerza elástica de un resorte<br />
  8. 8. La tensión:<br />Cuando un cuerpo hala a una cuerda, ésta se tensiona y le aplica al cuerpo una fuerza que se denomina tensión.<br />
  9. 9. Fuerza de contacto: cuando hay contacto o interacción entre dos cuerpos.<br />Fuerzas a distancia no hay contacto entre los cuerpos que interaccionan<br />CLASIFICACIÓN DE LAS FUERZAS<br />
  10. 10. A la suma de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo se le denomina “FUERZA RESULTANTE”<br />LA FUERZA resultante<br />F.normal<br />F.resultante= Fn - P<br />Peso<br />
  11. 11. Leyes de Newton<br />Primera Ley<br />Ley de la inercia: Todo cuerpo sobre el que no actúan fuerzas o su fuerza resultante es nula, permanece en reposo con un movimiento rectilíneo o uniforme.<br />Frte=0<br />
  12. 12. Segunda Ley<br />Ley de la dinámica: Todo cuerpo sometido a una fuerza resultante poseerá un movimiento acelerado que dependerá de la masa de dicho cuerpo.<br />Frte= m.a<br />
  13. 13. Tercera Ley<br />Principio de acción y reacción: <br />Cuando un cuerpo 1 ejecuta una fuerza sobre un cuerpo 2, esta acción es simétrica, ya que el 2 ejerce la misma fuerza que el 1 pero en diferente dirección, pero actuando en cuerpos distintos respectivamente.<br />F12=-F21<br />F12<br />F21<br />
  14. 14. El peso y la masa<br />Se ha definido la masa m de un cuerpo como una cantidad que depende del número de protones, neutrones y electrones que conforman ese cuerpo. La materia no puede oponerse al movimiento pues es inerte, pero a mayor masa se le debe aplicar mayor fuerza neta para acelerarla igualmente que a una de menor masa.<br />El peso w de un cuerpo se define como la fuerza que la Tierra le aplica a ese cuerpo. La segunda ley de Newton permite establecer una relación entre la masa y el peso de un cuerpo: <br />W= mg<br />Se concluye que si la masa de un cuerpo es de 1 kg, su peso es de 9,8 N, de donde se ve que la unidad de fuerza, el Newton, equivale a 1 kg.1 m/s2.<br />
  15. 15. Dinámica del movimiento circular uniforme<br />Recuerde:<br />En el movimiento circular uniforme, la aceleración es de valor constante y dirigida hacia el centro de la circunferencia que describe.<br />Por tanto, la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo que describe un movimiento circular uniforme debe ser de valor constante y dirigida hacia el centro de la circunferencia descrita.<br />Esta fuerza se llama centrípeta y de acuerdo con la segunda ley de Newton es igual a:<br />𝐹𝑐=𝑚𝑎𝑐=𝑚𝑣2𝑅<br /> <br />
  16. 16. Continuación…<br />La Luna en su movimiento de traslación alrededor de la Tierra describe prácticamente un movimiento circular uniforme. La fuerza centrípeta correspondiente es la fuerza gravitacional que la Tierra le aplica. En este caso se cumple que:<br />𝐹𝑐=𝐹𝑔=𝐺(𝑚𝑇𝑚𝐿)𝑅2𝑇−𝐿=𝑚𝑣2𝑅𝑇−𝐿<br /> <br />A partir de estas relaciones es posible deducir la masa de la Tierra y mediante ésta determinar la masa del Sol.<br />

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