Fuerzas

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  1. 1. Fuerzas Celia Rodríguez Pérez  Concepto de fuerza  Relación entre masa Elementos. Unidades y peso  Clasificación de  Gravitación fuerzas y materiales Universal  Ley de Hooke  Fuerza normal  Composición de  Fuerza de fuerzas I rozamiento  Composición de fuerzas II  Relación entre  Leyes de newton fuerza y movimiento
  2. 2. Concepto de Fuerza. Elementos. Unidades. Se llama fuerza a toda magnitud física que puede producir sobre los cuerpos uno de estos efectos: Modificar su estado de reposo o Producir deformaciones movimiento Las fuerzas son magnitudes vectoriales, ya que el efecto que producen depende de: su valor de la dirección del sentido y Dirección tienen los siguientes elementos característicos: Módulo Sentido O (punto de aplicación) x La unidad de fuerza en el S.I. es el Newton : 1N = la fuerza que aplicada sobre un cuerpo de 1 kg de masa le comunica una aceleración de 1 m/s 2 También se utiliza como unidad de fuerza el kilopondio: 1kp = 9,8 N Volver a índice Fuerzas
  3. 3. Clasificación de fuerzas. Clasificación de materiales el agente productor de la fuerza y el que recibe la acción están en De contacto elásticas , de rozamiento... contacto físico Las fuerzas pueden ser: gravitatorias, eléctricas ambos agentes están separados A distancia , magnéticas, electromagnéticas. se deforman por acción de la fuerza y no recuperan su forma después de cesar la fuerza. Plásticos Según respondan a la acción de una fuerza, los materiales se Rígidos pueden clasificar: Elásticos no modifican su forma , sólo pueden se deforman y recuperan su forma sufrir cambios en su estado de reposo o después de cesar la fuerza. movimiento ( traslaciones o rotaciones) Volver a índice Fuerzas
  4. 4. Medida De Fuerzas. Ley De Hooke Las fuerzas se miden con unos aparatos llamados dinamómetros constan de un muelle o resorte que se alarga por acción de una fuerza y de una escala calibrada que nos permite conocer el valor de la fuerza aplicada Se basan en la “ La fuerza aplicada a un cuerpo elástico es directamente Ley de Hooke proporcional a la deformación que le produce” Ejercicos F = fuerza aplicada Matemáticamente se expresa: F = k.Dl K = Constantete característica del muelle Dl = deformación producida Volver a índice Fuerzas
  5. 5. Composición de Fuerzas I Con frecuencia , sobre un mismo cuerpo actúan varias fuerzas. En Componer fuerzas es determinar el estos casos, el efecto producido por el conjunto de todas esas valor de la resultante del sistema de fuerzas fuerzas es equivalente al que produciría una fuerza única llamada resultante. a)Fuerzas de la misma dirección la resultante es otra fuerza de la misma dirección y sentido F1 F2 Del mismo sentido R y de módulo la suma de los módulos. De sentido contrario la resultante es otra fuerza de la misma dirección , sentido el de la mayor y módulos la diferencia de los módulos F2 R F1 b)Fuerzas concurrentes Gráficamente Aplicando la REGLA DEL PARALELOGRAMO : F2 R “ Se traza una paralela a cada fuerza , la resultante será una fuerza con punto de aplicación en el punto de aplicación de las fuerzas que se componen y extremo a en el punto de corte de las paralelas trazadas”. F1 Por fórmula R= F12 + F22 + 2F1F2 cosa Volver a índice Fuerzas
  6. 6. Composición de Fuerzas II c)Fuerzas paralelas Del mismo sentido De sentido contrario Gráficamente Se traza una de las fuerzas paralelamente a sí misma en el punto de aplicación de la otra fuerza y la otra invertida en el punto de aplicación de la primera, se unen los extremos de las últimas fuerzas dibujadas , el punto de aplicación de la resultante será el punto de corte con el segmento que une los puntos de aplicación de las fuerzas que se componen. F2 L-x x F2 x R F1 F1 R Por fórmula : F1.x = F2. ( L-x) Por fórmula : F1.x = F2. ( L+x) llamando F1 a la mayor Volver a índice Fuerzas
  7. 7. Leyes de Newton DINÁMICA es la parte de la Física que estudia las fuerzas como agentes del movimiento de los cuerpo. Se basa en las tres leyes de Newton: 1ª LEY DE NEWTON. LEY DE INERCIA. “ Todo cuerpo permanece en reposo o 2ª LEY DE NEWTON. LEY FUNDAMENTAL DE LA movimiento rectilíneo uniforme, a no ser que sobre él actúe alguna fuerza externa” DINÁMICA. “ La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente Se llama INERCIA de un cuerpo a la propiedad proporcional a la aceleración que le produce”. La constante que tiene de oponerse a toda variación en su de proporcionalidad entre la fuerza y la aceleración es la estado de reposo o movimiento. La medida masa del cuerpo. cuantitativa de la inercia de un cuerpo es la MASA que posee. Cuanto mayor es la masa F = m .a La fuerza y la aceleración tienen el mismo sentido mayor es la fuerza que hay que aplicar para influir sobre él. La 1ª Ley está recogida en la 2ª , ya que si no actúa ninguna fuerza sobre el cuerpo la aceleración es cero, y por tanto, el cuerpo está parado o se mueve con movimiento rectilíneo uniforme. 3ª LEY DE NEWTON.LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN. ”En la interacción entre dos cuerpos, el primero ejerce una fuerza sobre el segundo, y a su vez el segundo ejerce una fuerza igual pero de sentido contrario sobre el primero” Las fuerzas de acción y reacción no se anulan nunca porque están aplicadas sobre cuerpos diferentes. F2 F1 1 2 Volver a índice Fuerzas
  8. 8. Gravitación Universal La LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL DE NEWTON establece que: M y m masa Mm d distancia entre ellos “ Los cuerpos se atraen con F=G G constante de gravitación Universal G = 6,67 10-11 Nm2/kg2 una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus d2 válida para cualquier lugar del masas e inversamente universo proporcional al cuadrado de la grandes masas distancia que los separa” Las fuerzas gravitatorias son mayores para distancias pequeñas M .m M En la tierra M = Mtierra F=G g=G Como F = P d = Rtierra (para cuerpos próximos a la superficie) d2 d2 P= m.g Esta expresión permite Obtener el valor de la gravedad en otros puntos del Universo Calcular g en función de la altura MTIERRA MLUNA es mayor en los polos que en el ecuador g T= G gL = G RT2 RL2 mayor a nivel del mar que en lo alto de una montaña El peso de un cuerpo en cualquier otro lugar del universo dependerá del planeta , satélite ... que ejerza la atracción: M’. m M = masa del planeta... P = m . g’ = G m= masa del cuerpo d2 g’= aceleración de la gravedad en ese planeta Volver a índice Fuerzas
  9. 9. Relación entre masa y peso Masa Peso es la cantidad de materia que tiene un es la fuerza con que la Tierra lo atrae. cuerpo. Tiene un valor fijo y Todos los cuerpos caen hacia la Tierra con característico para ese cuerpo, vale lo una aceleración de 9,8 m/s2 por lo que la mismo en la Tierra que en cualquier otro fuerza que actúa sobre ellos es: punto del Universo. En el S.I. se expresa en Kg. P = m .g MASA PESO Cantidad de materia que posee un cuerpo Fuerza con que la Tierra atrae a un cuerpo Propiedad característica de cada cuerpo. Tiene el No es una característica del cuerpo. Tiene diferentes mismo valor en cualquier punto del Universo. valores, para un mismo cuerpo, dependiendo del lugar del Universo en el que se encuentre. Mide la tendencia que tiene el cuerpo a permanecer Depende del valor de la gravedad del lugar en el que en estado de reposo o movimiento. esté el cuerpo En el S.I se expresa en Kg En el S.I se expresa en N Es una magnitud escalar Es una magnitud vectorial Volver a índice Fuerzas
  10. 10. Fuerza Normal CUERPOS APOYADOS SOBRE UN PLANO HORIZONTAL N fuerza con P = peso del cuerpo que una superficie N = reacción normal de la superficie de apoyo actúa sobre un cuerpo P apoyado sobre ella. CUERPOS APOYADOS SOBRE PLANOS INCLINADOS Su dirección es perpendicular El peso se puede descomponer en dos fuerzas: N a la superficie en el punto Una paralela al plano inclinado que se llama de contacto y componente tangencial del peso: su sentido es hacia el Pt = P.sen a = m.g.sena cuerpo. Pt Otra perpendicular al plano inclinado que se Pn a llama componente normal del peso Ptn = P.cos a = m.g.cosa P Volver a índice Fuerzas
  11. 11. Fuerzas de rozamiento N F Son fuerzas que actúan siempre en Fr contra del movimiento del cuerpo, por tanto, llevan sentido contrario al desplazamiento. P Se producen por la fricción que tiene lugar entre la superficie del móvil y la N superficie sobre la que se mueve, o del medio que atraviesa ( aire, líquido...) Fr Experimentalmente se comprueba que son independientes del área de la Pt superficie de contacto y de la velocidad del movimiento y depende de la naturaleza de las superficies y del grado Pn a de pulimento de estas. P Volver a índice Fuerzas
  12. 12. Relación entre fuerza y movimiento Un cuerpo en REPOSO sometido a una fuerza constante experimenta un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado en la dirección y sentido de la fuerza. V0 = 0 MOVIMIENTO RECTILÍNEO F = constante UNIFORMEMENTE ACELERADO a F a = constante Un cuerpo con MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME sometido a una fuerza constante de la misma dirección y sentido que el desplazamiento experimenta un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado en esa misma dirección y sentido. V0 = constante MOVIMIENTO RECTILÍNEO F = constante v UNIFORMEMENTE ACELERADO a = constante a F Un cuerpo con MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME sometido a una fuerza constante de la misma dirección y sentido contrario al de desplazamiento experimenta un movimiento rectilíneo uniformemente retardado en esa misma dirección y sentido. V0 = constante v MOVIMIENTO RECTILÍNEO F = constante a = constante UNIFORMEMENTE RETARDADO F a Un cuerpo con MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME sometido a una fuerza constante de dirección perpendicular al desplazamiento experimenta un movimiento circular uniforme ( Se modifica la dirección de la velocidad pero no su módulo) v V0 = constante F = constante a MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME a = constante F Volver a índice Fuerzas

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