Continguts:
- La forçacom a magnitud vectorial. Interacció entre
cossos
- Representacions gràfiques de forces
- Tipus de forces
- Lleis de Newton
- Forces i moviment
- Força de fregament (qualitatiu)
- Força gravitacional. El pes
-Pressió. principi d’Arquímedes
2
3.
Objectius:
-Identificar i representarles forces que actuen sobre un
cos
- Saber interpretar les gràfiques relacionades amb les
forces
-Saber resoldre problemes relacionats amb forces
gravitatòries
-Utilitzar la regla del paral·lelogram per sumar i restar les
forces vectorialment
-Descomposar forces de la mateixa direcció.
3
4.
Què és unaforça?
Tota causa o acció capaç de modificar l’estat de moviment
d’un cos o de deformar-lo
La branca de la física que estudia les forces i els moviments
que provoquen s’anomena DINÀMICA
4
5.
A la naturahi ha quatre forces fonamentals, que determinen totes les formes d’interacció de la matèria:
- La força o interacció nuclear forta és la que manté units els components dels nuclis atòmics, i actua indistintament
entre dos nuclis qualssevol, protons o neutrons. El seu abast és prop de les dimensions nuclears, però és més intensa que
la força electromagnètica.
- La força o interacció nuclear feble és la responsable de la desintegració beta dels neutrons; els neutrins són sensibles
únicament a aquest tipus d’interacció. La seva intensitat és menor que la de la força electromagnètica i el seu abast és
encara menor que el de la interacció nuclear forta.
- La força electromagnètica afecta als cossos elèctricament carregats, i és la força involucrada en les transformacions
físiques i químiques d’àtoms i molècules. És molt més intensa que la força gravitatòria, té dos sentits (positiu i negatiu) i el
seu abast és infinit.
- La gravitatòria és la força d’atracció que un tros de matèria exerceix sobre un altre, i afecta tots els cossos. La gravetat
és una força molt feble.
Tot el que succeeix a l’Univers és a causa de l’actuació d’una o vàries d’aquestes forces.
Les forces es poden classificar de moltes maneres diferents. Per exemple podem tenir en compte si entre els cossos que
intervenen hi ha contacte directe o no. Així tenim una classificació de les forces:
- Forces que actuen a distància: com per exemple, la força de la gravetat o les forces electromagnètiques. En aquests casos
no hi ha contacte directe entre els objectes.
- Forces de contacte: es donen quan dos cosos tenen les seves superfícies en contacte directe.
En aquest cas, l’exemple més clar és la força de fregament. Aquesta força depèn de la superfície en la que el cos està
lliscant. En una superfície rugosa la força de fregament és més alta que en una superfície llisa. Un alta característica
important és que la força de fregament sempre s’oposa al sentit en el que l’objecte s’està movent
5
6.
6.1 Elements d’unaforça:
Una força és un magnitud
vectorial.
La seva unitat en el SI és el
Newton (N)
Mòdul:longitud del vector
Direcció: recta que conté el vector
Sentit: indicat per la fletxa
Dinamòmetre: aparell per
mesurar forces
6
7.
6.2 Suma deforces que tenen la mateixa direcció:
Mateixa direcció i mateix sentit:
el mòdul és la
suma dels mòduls
Mateixa direcció i sentit oposat:
el mòdul és la
resta dels mòduls
7
8.
6.2 Suma deforces que tenen diferent direcció:
Regla del paral·lelogram: (pàg 110 llibre de text)
Si són perpendiculars
8
9.
Les forces queactuen sobre un cos s’anomenen forces
components, la força equivalent és la força resultant F
R
Com trobar la força resultant:
Solució:
Per trobar la força
resultant es fan dues
paral·leles a les forces
components, tal com indica
el dibuix.
9
10.
6.3 Forces queformen un angle amb el desplaçament:
Si sobre el cos que considerem hi actuen forces que formen
cert angle amb el desplaçament, el millor és recórrer a la
descomposició del vector per a obtenir dues forces
perpendiculars equivalents per força aplicada.
10
11.
Equilibri:
Un cos estàen equilibri quan sobre ell no hi actuen forces o
la suma de les forces que hi actuen és igual a 0,és a dir que la
resultant és 0.
6.4 Llei de Hooke:
La llei de Hooke diu que quan s’aplica
una força a una molla, li provoca una
deformació proporcional al valor
d’aquesta força
L’allargament de les molles
és proporcional al pes que hi
pengem
constant elàstica de la molla ( unitats= N/m)
11
12.
6.5 FORÇA GRAVITATÒRIA.ELPES:
El pes és la força amb que un planeta atrau els cossos que es
troben a la seva superfície. El pes és una força i per tant com a
magnitud vectorial, té direcció vertical i sentit cap al centre del
planeta.
Pes= m·g
massa intensitat gravitatòria del planeta
Exemple:
Quin seria el pes d’una cos de 50 kg a la Terra?
Pes= 50·9,8=490 N
12
13.
Cada plaenta ocos celeste atrau els cossos de la seva superfície
amb diferent intensitat
Mart Terra Lluna
g = 9,8 N/kg g = 1,6 N/kg
g = 3,7 N/kg
La intensitat g és la força amb que cada planeta atrau una
massa de 1 kg que estigui en la seva superfície.
Exemple:
A la Terra un cos té un pes de 15 N, quin serà el seu pes a la
lluna? P=m·g; 15= m·9,8; m=(15/9,8)=1,53 kg
P lluna= 1,53·1,6=2,45 N
13
14.
Dues masses puntualsm1, m2, separades una distància r
s’atrauen amb una força gravitatòria directament
proporcional a les masses i inversament proporcional al quadrat
de la distància que les separa.
m1 m2
F=G 2
r
G= 6’67. 10-11 Nm2kg-2
RT= 6370 km
MT= 5 98. 1024 kg constant de gravitació universal
14
15.
6.5 FORÇA NORMAL:
Quinesforces actuen ara sobre el teu cos?
No pot ser només el pes, ja que si no estàs en moviment , la suma
de forces ha de ser zero (et trobes en equilibri)
Sempre que dos cossos estan en
contacte, apareix la força normal, que
sempre és perpendicular a la superfície
de contacte
15
16.
6.6 TENSIÓ:
Quan unobjecte penja d’una corda, trobem una tensió a la
corda que compensa el pes de l’objecte
La tensió té la mateixa direcció que el pes, però
sentit contrari
16
17.
6.7 FORÇA DEFREGAMENT:
Quan donem impuls a un objecte, veime que s’acaba aturant. Això
es deu a la força de fregament. Si no fos així es seguiria movent
indefinidament.
Per tant, uan un objecte es mou i està en contacte amb una
superfície apareix la força de fregament, que sempre és contrària
a la velocitat del cos
Ff = µc · N
17
18.
6.8 LLEIS DENEWTON:
1a llei de Newton: principi d’inèrcia
Llei: Tot cos conserva el seu estat de repòs o de moviment rectilini uniforme si no hi actua cap
força (cos lliure).
Definim la INÈRCIA como la capacitat que tenen els cossos per a resistir un canvi en seu
estat, tant si està en moviment com en repòs. Si està en repòs, tracten de continuar així i si
estan en moviment tracten de mantenir-se en aquest estat.
2a llei de Newton:principi fonamental de la dinàmica
Llei: La força resultant aplicada sobre un cos és directament proporcional a l’acceleració que
produeix.
Fresult =m⋅a
18
19.
3a llei deNewton:Principi d’acció i reacció
Llei: Quan un cos exerceix una força F sobre un altre cos, aquest exerceix una altra
força sobre el primer igual i de sentit contrari, -F.
Per tant, els parells de forces acció - reacció es donen entre dos cossos que interaccionen i tenen:
• Mateixa direcció
• Sentit contrari
• Estan aplicades a cossos diferents, per això mai s’anul·len!
F1 = −F2
19
20.
6.9 APLICACIONS DELES LLEIS DE NEWTON:
6.9.1 Cossos sobre plans inclinats: desomposció de forces
20
Exercici:
1.Quina força s’aplicaa un cos de massa 5 kg si puja per un
pla inclinat amb un angle amb l’horitzonatl de 30º amb una
acceleració de 2m/s ?
2.Des de dalt d’un pla inclinat 30º sobre l’horitzontal es deixa
lliscar un cos de 75 kg. Si el pla té una longitud de 88.2 m, i no hi
ha fregament:
a)Fes un dibuix amb totes les forces que actuen sobre el cos i
planteja l’expressió de la força resultant que actua sobre el cos.
b)Calcula el valor de la força responsable de moviment.
c)Calcula l’acceleració a la qual està sotmès el cos.
d)Calcula el temps que triga en arribar a la base del pla.
23
Calcula la tensiói l’acceleració del sistema format per una
politja amb una corda, de la qual pengen dos cossos de
masses m1= 40 kg i m2= 20 kg.
28
29.
7. PRESSIÓ IHIDROSTÀTICA
És molt normal que les forces s’apliquin sobre una superfície
Com menor sigui la superfície sobre la que actua una força, més gran és el seu efecte. Aquest efecte
s’anomena pressió.
1 bar =100 000 Pa !! F
1 bar = 1000 mbar
P= 1 Pa = 1 N / 1 m2
1 atm = 101 300 Pa= 760 mm Hg= 1013 mbar
1 atm ∼1bar S
29
30.
Pressió hidrostàtica
S’exerceix una pressió deguda al pes de la columna de líquid que hi ha
sobre el prisma.
Peslíquid = mlíquid · g = dlíquid · Vlíquid · g
h
Pes = dlíquid· S · h · g
s
F dlíquid· S · h · g
p= = = dlíquid· h · g
S S
Principi fonamental de la hidrostàtica: La pressió que un líquid exerceix sobre el
fons del recipient que el conté depèn de la densitat del líquid i de la seva altura sobre el fons
La pressió exercida sobre un cos submergit en un fluid depèn de l’alçada de la columna de fluid
que que hi ha sobre el cos.
P= d⋅g⋅h
30
31.
Arquímedes. La forçade l’empenyiment.
La força que empeny el cos cap amunt i que contraresta el pes del cos s’anomena empenyiment.
Pes aparent = Pes real - empenyiment
31
32.
Càlcul de laforça d’empenyiment:
E= F2-F1= P2 · S – P1· S
P= d⋅g⋅h
E = h2· dL· g· S – h1· dL· g· S = (h2-h1) · S · dL· g
E = V· dL· g = mL· g
Principi d’Arquímedes:Tot cos submergit en un líquid experimenta un
empenyiment vertical i cap amunt igual al pes del líquid desallotjat.
32
Most read
Most read
Most read
