Las fuerzasEn física, la fuerza es una magnitud física que mide la intensidaddel intercambio de momento lineal entre dos p...
1. DEFINICIONES DE FUERZA• Es la capacidad para vencer una determinada resistencia con independencia del tiempo empleado p...
Sistema Internacional de Unidades (SI)newton (N)Sistema Técnico de Unidadeskilogramo-fuerza (kgf) o kilopondio (kp)Sistema...
Leyes de NewtonLa primera y segunda ley de Newton, en latín, en la edición original de su obra Principia Mathematica.Las l...
alcanzar esa velocidad (lo que ocurriría en los sistemas de referencia no-inerciales), más posibilidades hay de queincidan...
Segunda ley de Newton o Ley de fuerzaLa segunda ley del movimiento de Newton dice que:El cambio de movimiento es proporcio...
existe entre y . Es decir la relación que hay entre la fuerza aplicada al cuerpo y la aceleraciónobtenida. Cuando un cuerp...
Este principio presupone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en elespacio (lo cual requeri...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Trabajo de fisica alexa

245 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
245
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
2
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Trabajo de fisica alexa

  1. 1. Las fuerzasEn física, la fuerza es una magnitud física que mide la intensidaddel intercambio de momento lineal entre dos partículas osistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas sehabla de interacción). Según una definición clásica, fuerza estodo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o laforma de los materiales. No debe confundirse con los conceptosde esfuerzo o de energía.Alexa alvarado10/05/2013
  2. 2. 1. DEFINICIONES DE FUERZA• Es la capacidad para vencer una determinada resistencia con independencia del tiempo empleado pararealizarlo.• Capacidad de superar o contrarrestar resistencias mediante la actividad muscular.• Capacidad del músculo para ejercer tensión contra una resistencia.En física, la fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entredos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas se habla de interacción). Segúnuna definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de losmateriales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.En el Sistema Internacional de Unidades, la fuerza se mide en newtons (N) En física, un newton (pronunciada/niúton/) o neutonio o neutón (símbolo: N) es la unidad de fuerza en el Sistema Internacional de Unidades,nombrada así en reconocimiento a Isaac Newton por su aportación a la física, especialmente a la mecánicaclásica. El newton se define como la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1 m/s2 a unobjeto de 1 kg de masa.1 Es una unidad derivada del SI que se compone de las unidades básicas:Fricción: Fricción.La fricción en sólidos puede darse entre sus superficies libres en contacto. En el tratamiento de losproblemas mediante mecánica newtoniana, la fricción entre sólidos frecuentemente se modeliza como unafuerza tangente sobre cualquiera de los planos del contacto entre sus superficies, de valor proporcional a lafuerza normal.El rozamiento entre sólido-líquido y en el interior de un líquido o un gas depende esencialmente de si el flujose considera laminar o turbulento y de su ecuación constitutiva.Unidades de fuerzaEn el Sistema Internacional de Unidades (SI) y en el Cegesimal (cgs), el hecho de definir la fuerza a partir dela masa y la aceleración (magnitud en la que intervienen longitud y tiempo), conlleva a que la fuerza sea unamagnitud derivada. Por en contrario, en el Sistema Técnico la fuerza es una Unidad Fundamental y a partir deella se define la unidad de masa en este sistema, la unidad técnica de masa, abreviada u.t.m. (no tienesímbolo). Este hecho atiende a las evidencias que posee la física actual, expresado en el conceptode Fuerzas Fundamentales, y se ve reflejado en el Sistema Internacional de Unidades.
  3. 3. Sistema Internacional de Unidades (SI)newton (N)Sistema Técnico de Unidadeskilogramo-fuerza (kgf) o kilopondio (kp)Sistema Cegesimal de Unidadesdina (dyn)Sistema Anglosajón de UnidadesPoundalLibra fuerza (lbf)KIP (= 1000 lbf)Equivalencias1 newton = 100 000 dinas1 kilogramo-fuerza = 9,806 65 newtons1 libra fuerza ≡ 4,448 222 newtons"Fuerza" gravitatoriaEn la teoría de la relatividad general el campo gravitatorio no se trata como un campo de fuerzas real, sinocomo un efecto de la curvatura del espacio-tiempo. Una partícula másica que no sufre el efecto de ningunaotra interacción que la gravitatoria seguirá una trayectoria geodésica de mínima curvatura a través delespacio-tiempo, y por tanto su ecuación de movimiento será:
  4. 4. Leyes de NewtonLa primera y segunda ley de Newton, en latín, en la edición original de su obra Principia Mathematica.Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de loscuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica, en particular, aquellos relativosal movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerposen el universo, en tanto queconstituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física clásica en general. Aunque incluyenciertas definiciones y en cierto sentido pueden verse como axiomas, Newton afirmó que estaban basadas enobservaciones y experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones más básicas.La demostración de su validez radica en sus predicciones... La validez de esas predicciones fue verificada en todos ycada uno de los casos durante más de dos siglos.2En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:Por un lado, constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la mecánica clásica;Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las Leyesde Kepler sobre el movimiento planetario.Así, las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de losproyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas.Su formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en 1687 en su obra Philosophiae Naturalis PrincipiaMathematica.3No obstante, la dinámica de Newton, también llamada dinámica clásica, sólo se cumple en los sistemas dereferencia inerciales; es decir, sólo es aplicable a cuerpos cuya velocidad dista considerablemente de la velocidadde la luz (que no se acerquen a los 300.000 km/s); la razón estriba en que cuanto más cerca esté un cuerpo de
  5. 5. alcanzar esa velocidad (lo que ocurriría en los sistemas de referencia no-inerciales), más posibilidades hay de queincidan sobre el mismo una serie de fenómenos denominados efectos relativistas o fuerzas ficticias, que añadentérminos suplementarios capaces de explicar el movimiento de un sistema cerrado de partículas clásicas queinteractúan entre sí. El estudio de estos efectos (aumento de la masa y contracción de la longitud,fundamentalmente) corresponde a la teoría de la relatividad especial, enunciada porAlbert Einstein en 1905.El rozamiento entre dos superficies en contacto ha sido aprovechado por nuestrosantepasados más remotos para hacer fuego frotando maderas. En nuestra época, elrozamiento tiene una gran importancia económica, se estima que si se le prestase mayoratención se podría ahorrar muchísima energía y recursos económicos.Primera ley de Newton o Ley de la inerciaLa primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo puede mantenerse enmovimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que:Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiarsu estado por fuerzas impresas sobre él.5Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo oen movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultanteno sea nulo sobre él. Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidosconstantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto deconcepciones anteriores que entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debíaexclusivamente a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la fricción.En consecuencia, un cuerpo con movimiento rectilíneo uniforme implica que no existe ninguna fuerzaexterna neta o, dicho de otra forma; un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se aplicauna fuerza sobre él. En el caso de los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que siesta cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos comoSistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que uncuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto que siempre hay algún tipo defuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que elproblema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchoscasos, por ejemplo, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.Lo anterior porque a pesar que la Tierra cuenta con una aceleración traslacional y rotacional estas son delorden de 0.01 m/s^2 y en consecuencia podemos considerar que un sistema de referencia de un observadordentro de la superficie terrestre es un sistema de referencia inercial.
  6. 6. Segunda ley de Newton o Ley de fuerzaLa segunda ley del movimiento de Newton dice que:El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cualaquella fuerza se imprime.6Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante)actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo odirección. En concreto, los cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales ala fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; las fuerzas son causas que producen aceleracionesen los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, la fuerza y la aceleración estánrelacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplicaa un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento delobjeto.En términos matemáticos esta ley se expresa mediante la relación:Donde:es el momento linealla fuerza total o fuerza resultante.Suponiendo que la masa es constante y que la velocidad es muy inferior a la velocidad de la luz7 laecuación anterior se puede reescribir de la siguiente manera:Sabemos que es el momento lineal, que se puede escribir m.V donde m es la masa del cuerpoy V su velocidad.Consideramos a la masa constante y podemos escribir aplicando estas modificaciones ala ecuación anterior:La fuerza es el producto de la masa por la aceleración, que es la ecuación fundamental de ladinámica, donde la constante de proporcionalidad, distinta para cada cuerpo, es su masa de inercia.Veamos lo siguiente, si despejamos m de la ecuación anterior obtenemos que m es la relación que
  7. 7. existe entre y . Es decir la relación que hay entre la fuerza aplicada al cuerpo y la aceleraciónobtenida. Cuando un cuerpo tiene una gran resistencia a cambiar su aceleración (una gran masa) sedice que tiene mucha inercia. Es por esta razón por la que la masa se define como una medida de lainercia del cuerpo.Por tanto, si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula no es cero, esta partícula tendrá unaaceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en dirección de ésta. La expresión anteriorasí establecida es válida tanto para la mecánica clásica como para la mecánica relativista, a pesar deque la definición de momento lineal es diferente en las dos teorías: mientras que la dinámica clásicaafirma que la masa de un cuerpo es siempre la misma, con independencia de la velocidad con la quese mueve, la mecánica relativista establece que la masa de un cuerpo aumenta al crecer la velocidadcon la que se mueve dicho cuerpo.De la ecuación fundamental se deriva también la definición de la unidad de fuerza o newton (N). Si lamasa y la aceleración valen 1, la fuerza también valdrá 1; así, pues, el newton es la fuerza queaplicada a una masa de un kilogramo le produce una aceleración de 1 m/s². Se entiende que laaceleración y la fuerza han de tener la misma dirección y sentido.La importancia de esa ecuación estriba sobre todo en que resuelve el problema de la dinámica dedeterminar la clase de fuerza que se necesita para producir los diferentes tipos demovimiento:rectilíneo uniforme (m.r.u), circular uniforme (m.c.u) y uniformemente acelerado (m.r.u.a).Si sobre el cuerpo actúan muchas fuerzas, habría que determinar primero el vector suma de todasesas fuerzas. Por último, si se tratase de un objeto que cayese hacia la tierra con una resistencia delaire igual a cero, la fuerza sería su peso, que provocaría una aceleración descendente igual a la dela gravedad.Tercera ley de Newton o Ley de acción y reacciónCon toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de doscuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.La tercera ley de Newton es completamente original (pues las dos primeras ya habían sidopropuestas de otras maneras por Galileo, Hooke y Huygens) y hace de las leyes de la mecánica unconjunto lógico y completo. Expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo (empuje), esterealiza una fuerza de igual intensidad, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo.Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares deigual magnitud y de dirección, pero con sentido opuesto.
  8. 8. Este principio presupone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en elespacio (lo cual requeriría velocidad infinita), y en su formulación original no es válido para fuerzaselectromagnéticas puesto que estas no se propagan por el espacio de modo instantáneo sino que lohacen a velocidad finita "c".Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadasal mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas. Por lo demás, cadauna de esas fuerzas obedece por separado a la segunda ley. EjemplosEn la siguiente imagen se encuentran cinco ejemplos más de las fuerzasa de acción y reacción:La fuerza que ejerce la bala sobre la pistola y la que ejerce la pistola sobre la bala provocandoel disparo de esta.La fuerza que ejerce el avión sobre el aire, provoca que el aire reaccione sobre el aviónprovocando el desplazamiento de este.La fuerza del misil hacia el aire y la del aire sobre el misil provoca el movimiento del misil.La fuerza que la mano ejerce sobre la mesa y la que esta ejerce de vuelta no da como resultadoel movimiento debido a que las fuerzas son muy leves como para provocarlo.La fuerza que ejerce el remo sobre el muelle no es suficiente como para moverlo pero lafuerza de reacción del muelle si es suficiente como para mover al remo hacia atrás, llevandoal hombre hacia atrás, por lo que el bote es arrastrado hacia atrás.http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza#Bibliograf.C3.ADa

×