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La segunda Ley de Newton
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La segunda Ley de Newton

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  • 1. LA SEGUNDA LEY DENEWTON 1. POSTULADOS DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON 2. EL PESO 3. LA FUERZA DE ROZAMIENTO 4. EL PLANO INCLINADO
  • 2. 1. POSTULADOS DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTONConsidera un objeto en movimiento sobre el cual actúa una fuerza netaconstante. Esta fuerza ocasionará cambios en la velocidad del objeto.Podemos decir entonces que el objeto se mueve con una cierta aceleración.Dado que la velocidad cambia en magnitudes iguales, para tiempos iguales,podemos afirmar que una fuerza constante produce una aceleración tambiénconstante.Si se varía el valor de la fuerza neta aplicada sobre el objeto, encontramos quela aceleración también varía. Las aceleraciones tienen la misma dirección y el mismo sentido que las fuerzas respectivas y además se cumple que:
  • 3. Continuación …El cociente entre los módulos de ambos vectores es igual a una constante,característica de la partícula. Es decir:La anterior expresión muestra que la fuerza neta y la aceleración sondirectamente proporcionales, ya que se relacionan mediante una constante deproporcionalidad. A la constante de proporcionalidad se le llama la masainercial del cuerpo. Teniendo en cuenta que en el Sistema Internacional (S.I.),la masa se mide en kilogramos(kg), la expresión se puede escribir como: Esta ecuación se conoce como la ecuación fundamental de la dinámica. En síntesis, la segunda ley de Newton se puede expresar así: La fuerza neta que se ejerce sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que produce dicha fuerza, siendo la masa del cuerpo la constante de proporcionalidad.
  • 4. Continuación …A partir de la ecuación fundamental de la dinámica se deduce que, laaceleración que experimenta un cuerpo es inversamente proporcional a lamasa del mismo y directamente proporcional a la fuerza aplicada. Por esta razón se dice que la masa es una medida de la inercia de un cuerpo. Recuerde: Un Newton se define como la fuerza neta que se debe aplicar a un cuerpo de 1 kilogramo de masa para que se produzca sobre él una aceleración de 1 m/s2.
  • 5. Ejemplo 1:
  • 6. 2. PESOComo se dijo en el tema anterior; el vector que representa el peso de uncuerpo siempre está dirigido hacia el centro de la Tierra. Aunque el peso de uncuerpo está relacionado con su masa, es importante diferenciar claramentelos dos conceptos: la masa de un cuerpo es la misma en la Tierra y en la Luna,pero su peso es seis veces menor en la Luna que aquí en la Tierra.El peso también varía con la altura, es decir, con la distancia entre el cuerpo yel centro de la Tierra. Así, un cuerpo situado sobre la superficie terrestre pesamás que cuando se encuentra a una determinada altura. No obstante, estavariación se hace perceptible solo a alturas considerables, siendo despreciablepara alturas como por ejemplo el piso 20 de un edificio.Puesto que el peso , es una fuerza podemos relacionar el peso y laaceleración de un objeto que cae, a partir de la ecuación fundamental de ladinámica.
  • 7. Ejemplo 2:
  • 8. 3. LA FUERZA DE ROZAMIENTOLa fuerza son el resultado de interacciones de diversos tipos entre los cuerpos. Unode los ejemplos más fácilmente evidenciales de interacciones entre cuerpos es lafuerza de rozamiento, producida cuando las superficies de dos cuerpos entran encontacto directo.3.1 FUERZA DE ROZAMIENTO ESTÁTICO:La fuerza responsable de que el objeto permanezca quieto es la fuerza derozamiento, , cuya magnitud es igual a la fuerza ejercida al tratar de mover elcuerpo. A este tipo de rozamiento se le conoce como fuerza de rozamientoestático. Puede suceder que al aumentar la fuerza con la cual se empuja, elmueble permanece inmóvil. Esto significa que la fuerza de rozamiento estáticotambién aumenta su valor, de manera que se cumple la igualdad
  • 9. Continuación …La fuerza de rozamiento estático máxima, resulta proporcional a la fuerza quese ejercen mutuamente las superficies en la dirección perpendicular a ellas.Cuando un objeto se encuentra sobre una superficie, la fuerza perpendicularque la superficie le ejerce equivale a la FN (Fig.8). Por tanto, Fr = µe· FNLa constante de proporcionalidad µe se denomina coeficiente de rozamientoestático y su valor; que por lo general es menor que 1, depende de los dosmateriales que estén en contacto. Es decir, que la fuerza de rozamiento depende de la naturaleza de las superficies que se ponen en contacto.
  • 10. 3.2 LA FUERZA DE ROZAMIENTO CINÉTICO:Una vez que la fuerza aplicada sobre un objeto supera en magnitud a la fuerzade rozamiento estático, el objeto se mueve (Fig. 9). Ya en movimiento, elrozamiento cambia de valor y se recibe el nombre de fuerza de rozamientocinético. Esto significa que la fuerza de rozamiento cinético es menor que lafuerza de rozamiento máxima. En este caso tenemos que: Fr = µc· FN
  • 11. Ejemplo 3:
  • 12. 4. EL PLANO INCLINADOUn plano inclinado es una superficie plana que forma un determinado ánguloα con la horizontal.Las fuerzas que actúan sobre el cuerpo son tres: su peso, w = m·g, la fuerzanormal (FN) y la fuerza que ejerce el resorte del dinamómetro (FD), que es laindicada en la escala del dinamómetro. Como el cuerpo se encuentra enequilibrio bajo la acción de las tres fuerzas, se cumple que:
  • 13. Ejemplo 4:

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