2. Dinàmica: Part de la Física que estudia
moviment del cossos en relació amb les
forces que els originen.
Apunts històrics:
Aristòtil (segle IV aC) afirmava que calia una força per
mantenir un moviment.
Galileu Galilei (1564-1642) va arribar a la conclusió que
en absència de forces exteriors un cos en un pla ha de
mantenir el seu moviment.
Isaac Newton (1642-1727) formulà les lleis que ens
permeten predir un moviment sabent-ne les forces que
si apliquen.
3.
Primera llei de Newton i llei de la inèrcia.
Un cos es mantindrà repòs o en MRU si no hi
actua cap força o la resultant de les forces és
nul·la.
La inèrcia és una propietat que tenen els
cossos d’oposar-se al moviment.
4.
Primera llei de Newton i llei de la inèrcia.
◦ Aclariments:
Tots els cossos estan sotmesos a l’acció de les
forces
Tot cos que vulgui mantenir un MRU cal que li
apliquem una força que contraresti el fregament.
La massa ens permet mesurar la inèrcia d’un cos.
Com més massa més dificultat tenim a canviar
l’estat de repòs d’un cos
5.
Segona llei de Newton o llei fonamental de la
Dinàmica
◦ Si en un cos hi actua una força resultant es
produeix un MRUA.
◦ Si sobre un cos actua una força resultant, es
produeix una acceleració directament proporcional
a la força aplicada. La constant de proporcionalitat
n’és la massa.
F = m·a
6.
7.
Producte de la massa per la seva velocitat.
p = m·v
◦ És una magnitud vectorial d’igual direcció que la
velocitat.
◦ Unitats SI: quilogram metre per segon (kg.m.s-1)
◦ Quan apliquem una força el que aconseguim és canviarne la quantitat de moviment.
◦ La quantitat de moviment representa la mesura poder
aturar un cos.
8.
9.
Tercera llei de Newton o principi d’acció i reacció
◦ Si un cos exerceix una força sobre un altre cos, aquest
exerceix sobre el primer una força amb el mateix mòdul i
direcció però de sentit contrari.
◦ Aclariments:
Les dues forces són simultànies
No s’anul·len ja que actuen sobre cossos diferents
No sempre provoquen acceleració si hi ha forces més grans
que s’hi oposen.
10.
11.
Impuls: Producte de la força pel temps que actua.
I = F ·∆t
◦ És una magnitud vectorial
Sentit i direcció de la força
Mòdul és I=F·Δt
Unitats: N.s
12.
L’impuls d’una força és utilitzat per tal de variar la quantitat de
moviment
Teorema de l’impuls
◦ L’impuls d’una força resultant que actua sobre un cos
és igual a la variació de la quantitat de moviment
d’aquest cos
Exemples
13.
Un sistema format per diverses partícules la quantitat de
moviment total serà la suma de les quantitats de moviment
de cada cos.
Si suposem que no hi ha forces externes al sistema obtenim
que no hi haurà variació pel que fa a la quantitat de
moviment.
Teorema de la conservació de la quantitat de moviment.
◦ Si la resultant de les forces exteriors sobre un sistema és nul·la,
la quantitat de moviment del sistema es manté constant.
14.
15.
16.
Forces normals
◦ Anomenem força normal
(N), a la força que exerceix
la superfície sobre
d’aquest cos.
◦ És una força de reacció a
conseqüència del pes.
◦ Sempre és perpendicular a
la superfície.
17.
Forces de fregament
◦ Anomenem força de fregament, Ff, la força que apareix en la
superfície de contacte dels cossos i que s’oposa al moviment.
◦ És una força d’acció-reacció
◦ És paral·lela a la superfície de contacte i contrària al
moviment
◦ És proporcional a la força normal.
18.
Forces de fregament
◦ Per tal de moure un cos en repòs és necessari vèncer
la força de fregament.
◦ El valor d’aquesta força serà sempre igual a la força
aplicada però en sentit contrari fins que arribi al valor
màxim.
◦ El valor màxim d’aquesta força és calcula com:
Ff=µeN
on µe és l’anomenat coeficient de fregament estàtic
19.
Forces de fregament
◦ Un cos en moviment sempre ha de vèncer la força de
fregament
◦ El seu mòdul es calcula com:
Ff=µcN
on µe és l’anomenat coeficient de fregament cinètic
◦ Observacions finals:
La força de fregament màxima és sempre la necessària per
començar a moure un cos, així doncs
µe >µc
Aquests coeficients depenen de la naturalesa de les superfícies
que es posen en contacte, no de l’àrea de contacte.
20.
Dinámcia. Leyes de Newton
◦ Explicacions senzilles de les tres lleis de Newton, les
forces de fregament i els sistemes no inercials.
Possibilitat d’un laboratori virtual per treballar els
diferents tipus de forces de fregament.
