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SEGUNDA LEY DE NEWTON
P R O F . E L B A M . S E P Ú L V E D A
Noviembre 2010CROEM
1
Las Fuerzas
Instrucciones
Prof. Elba M. Sepúlveda
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 Esta presentación muestra como obtener las
ecuaciones para contestar problemas d...
Reflexión
Prof. Elba M. Sepúlveda
3
Es excelente tener la
fuerza de un gigante,
pero es tiránico usarla
como un gigante.
...
D I A G R A M A S D E F U E R Z A S
Prof. Elba M. Sepúlveda
4
Las fuerzas
No sabía
que esta era
una clase de
arte…
Diagramas de fuerzas
Prof. Elba M. Sepúlveda
5
Siempre haz diagramas y dibujos…!!!!
Ff Fa
FN
W
El objetivo es ser
capaz de...
Fuerza de fricción
Prof. Elba M. Sepúlveda
6
 Es la resistencia al movimiento entre
dos objetos en contacto.
 Es una fue...
Fricción F=mN
Prof. Elba M. Sepúlveda
7
 Fricción estática
 Se opone a que el objeto comience a moverse
 Fricción cinét...
Fuerza normal
Prof. Elba M. Sepúlveda
8
 Fuerza que mantiene las superficies en contacto
y se escribe como: FN o N. En oc...
Fuerza aplicada
Prof. Elba M. Sepúlveda
9
 Fuerza que se hace sobre un objeto
 Puede causar movimiento
 Depende del pun...
Prof. Elba M. Sepúlveda
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Ejemplos empleando las
Leyes de Newton
Reflexión
Prof. Elba M. Sepúlveda
11
 El amor por la
fuerza nada vale, la
fuerza sin amor es
energía gastada en
vano.
 A...
Instrucciones…
Prof. Elba M. Sepúlveda
12
 Ahora discutiremos varios casos en los que se
utiliza el análisis de fuerzas y...
Segunda Ley de movimiento de Newton
Prof. Elba M. Sepúlveda
13
 Establece: Cuando una fuerza no
balanceada actúa sobre un...
Segunda ley de Newton en acción
Prof. Elba M. Sepúlveda
14
 Ejemplo de deceleración
Caso #1 Velocidad constante
Prof. Elba M. Sepúlveda
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 Determina la fuerza neta cuando el
objeto de masa m = 100 kg se m...
Fuerza neta… en resumen…
Prof. Elba M. Sepúlveda
16
 Fneta = ma = Fx
 FN = -W FN = W
(magnitud)
 Fneta = suma de fuerz...
Balanceo de Fuerzas…
Prof. Elba M. Sepúlveda
17
Ejemplo para velocidad constante
Prof. Elba M. Sepúlveda
18
 Un objeto que pesa 50N se mueve sobre el piso
a la derecha a...
Resultado del ejemplo
Prof. Elba M. Sepúlveda
19
 m=Ff/FN = FA/W = 20N/50N = 2/5 =
 m=0.40 **no tiene unidades
 WT = FN...
Caso #2 – Sin fricción
Prof. Elba M. Sepúlveda
20
 Determina la fuerza neta cuando un
objeto de masa m = 25 kg se
encuent...
Discusión caso #2
Prof. Elba M. Sepúlveda
21
 Superficie sin fricción
 Aumenta su velocidad;
hay aceleración
 Superfici...
Caso #3 Faplicada y Ff
Prof. Elba M. Sepúlveda
22
 Determina la fuerza neta cuando el
objeto de masa m = 25 kg se encuent...
Discusión caso #3
Prof. Elba M. Sepúlveda
23
 Superficie horizontal
 Sin fricción
 Aumenta la velocidad
 Fneta = ?
 m...
Caso#4 – Objetos lanzados
Prof. Elba M. Sepúlveda
24
 Se lanza una bola directamente
hacia arriba. Si su masa es de
0.51 ...
Discusión caso#4
Prof. Elba M. Sepúlveda
25
 Suspendido en aire
 Lanzado hacia arriba
 Se le aplica una fuerza
 m= 0.5...
Caso#5 Elevadores
Prof. Elba M. Sepúlveda
26
 Un elevador lleno de personas se
mueve directamente hacia arriba.
Si la mas...
Discusión caso#5
Prof. Elba M. Sepúlveda
27
 Suspendido en aire
 halado hacia arriba
 Se le aplica una fuerza
 m= 500 ...
Lanzado hacia abajo Pase de futbol
Prof. Elba M. Sepúlveda
28
Considera otros casos…
Caída libre
Prof. Elba M. Sepúlveda
29
 Caída libre- ocurre cuando es el
peso la única fuerza que actúa sobre
un objeto
...
Velocidad terminal
Prof. Elba M. Sepúlveda
30
 Es una velocidad constante debido a la resistencia
del aire y cuando esta ...
Problemas asignados
Prof. Elba M. Sepúlveda
31
 Física: Una Ciencia para Todos
 Capítulo 5
 19 al 29 impares páginas 86...
Referencias
Murphy, J. T. Zitzewitz, P.W., Hollon J.M
y Smoot, R.C. (1989). Física: una
ciencia para todos [traducción
Car...
Preparado por
33
Prof. Elba M. Sepúlveda, MA.Ed.
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Las fuerzas y la segunda ley de newton

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La presentación pretende explicar los tipos fuerzas, la segunda ley de movimiento y los ejercicios o ejemplos utilizando sumatoria de fuerzas

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Las fuerzas y la segunda ley de newton

  1. 1. SEGUNDA LEY DE NEWTON P R O F . E L B A M . S E P Ú L V E D A Noviembre 2010CROEM 1 Las Fuerzas
  2. 2. Instrucciones Prof. Elba M. Sepúlveda 2  Esta presentación muestra como obtener las ecuaciones para contestar problemas de fuerzas en una dimensión.  Puedes leer cada problema e intentar resolverlo.  Luego puedes cotejar tu solución con la solución demostrada en la próxima página.  Cualquier duda puedes escribirme a  timesolar@gmail.com
  3. 3. Reflexión Prof. Elba M. Sepúlveda 3 Es excelente tener la fuerza de un gigante, pero es tiránico usarla como un gigante. William Shakespeare
  4. 4. D I A G R A M A S D E F U E R Z A S Prof. Elba M. Sepúlveda 4 Las fuerzas No sabía que esta era una clase de arte…
  5. 5. Diagramas de fuerzas Prof. Elba M. Sepúlveda 5 Siempre haz diagramas y dibujos…!!!! Ff Fa FN W El objetivo es ser capaz de representar el movimiento en formas diferentes
  6. 6. Fuerza de fricción Prof. Elba M. Sepúlveda 6  Es la resistencia al movimiento entre dos objetos en contacto.  Es una fuerza electromagnética que se debe a la atracción transitoria entre los puntos de contacto  Actúa paralela a las 2 superficies en contacto y en dirección opuesta al movimiento  Ff = m FN  Donde Ff = fuerza de fricción  m = coeficiente de fricción  FN = fuerza normal
  7. 7. Fricción F=mN Prof. Elba M. Sepúlveda 7  Fricción estática  Se opone a que el objeto comience a moverse  Fricción cinética  Ocurre cuando el objeto se encuentra en movimiento  Fricción estática > Fricción cinética Fs > Fk
  8. 8. Fuerza normal Prof. Elba M. Sepúlveda 8  Fuerza que mantiene las superficies en contacto y se escribe como: FN o N. En ocasiones tiene una magnitud igual al peso pero en dirección contraria.  Es perpendicular a las superficies en contacto.  FN = -W
  9. 9. Fuerza aplicada Prof. Elba M. Sepúlveda 9  Fuerza que se hace sobre un objeto  Puede causar movimiento  Depende del punto de vista del investigador  Tiene que vencer la fuerza de fricción para causar un movimiento . No es el único caso, también puede haber movimiento cuando hay velocidad constante.  Se escribe como FA y en ocasiones puede escribirse como T (tensión)
  10. 10. Prof. Elba M. Sepúlveda 10 Ejemplos empleando las Leyes de Newton
  11. 11. Reflexión Prof. Elba M. Sepúlveda 11  El amor por la fuerza nada vale, la fuerza sin amor es energía gastada en vano.  Albert Einstein Ningún ejército puede detener la fuerza de una idea cuando llega a tiempo. Victor Hugo
  12. 12. Instrucciones… Prof. Elba M. Sepúlveda 12  Ahora discutiremos varios casos en los que se utiliza el análisis de fuerzas y sus respectivos diagramas para obtener las ecuaciones.  Se intercalan ejemplos para ayudar a coprender los conceptos los cuales puedes contestar antes de ver la respuesta.  Luego puedes cotejar tu solución con la solución demostrada en la próxima página.  Cualquier duda puedes escribirme a timesolar@caribe.net
  13. 13. Segunda Ley de movimiento de Newton Prof. Elba M. Sepúlveda 13  Establece: Cuando una fuerza no balanceada actúa sobre un objeto, este se acelera.  La aceleración varía directamente con la fuerza aplicada no balanceada y tendrá la misma dirección que esta. F = m a
  14. 14. Segunda ley de Newton en acción Prof. Elba M. Sepúlveda 14  Ejemplo de deceleración
  15. 15. Caso #1 Velocidad constante Prof. Elba M. Sepúlveda 15  Determina la fuerza neta cuando el objeto de masa m = 100 kg se mueve a la derecha a velocidad constante,  se encuentra sobre una superficie horizontal y se le aplica una fuerza de 250N. Ff FA FN W
  16. 16. Fuerza neta… en resumen… Prof. Elba M. Sepúlveda 16  Fneta = ma = Fx  FN = -W FN = W (magnitud)  Fneta = suma de fuerzas  Fneta= FA – Ff  Como viaja a velocidad constante entonces:  F= ma= 0  FA = Ff  Ff = 250 N = FA  Datos importantes:  Masa y/o peso del objeto  Velocidad constante  a=0  Fuerza aplicada  Superficie horizontal  Fuerza neta=F=ma= fuerza no balanceada
  17. 17. Balanceo de Fuerzas… Prof. Elba M. Sepúlveda 17
  18. 18. Ejemplo para velocidad constante Prof. Elba M. Sepúlveda 18  Un objeto que pesa 50N se mueve sobre el piso a la derecha a una velocidad constante. Si se le aplica una fuerza de 20 N  A) Determina el coeficiente de fricción  B) Si se coloca una pesa de 30 N sobre el bloque, qué fuerza se requerirá para mantener al bloque y a la pesa viajando a una velocidad constante? Haz el diagrama Ff Fg=20 N FN W= 50N
  19. 19. Resultado del ejemplo Prof. Elba M. Sepúlveda 19  m=Ff/FN = FA/W = 20N/50N = 2/5 =  m=0.40 **no tiene unidades  WT = FN en magnitud  W1= 50N W2 = 30N m=0.40 WT= 80N  FA = Ff = mFN =(.40) (80N)= 32N Ff Fg=20 N FN W= 50N Ff Fg=20 N FN W= 50N
  20. 20. Caso #2 – Sin fricción Prof. Elba M. Sepúlveda 20  Determina la fuerza neta cuando un objeto de masa m = 25 kg se encuentra sobre una superficie horizontal, se le aplica una fuerza de 150N y no hay fuerza de fricción.  Determina su aceleración Ff Fg FN W
  21. 21. Discusión caso #2 Prof. Elba M. Sepúlveda 21  Superficie sin fricción  Aumenta su velocidad; hay aceleración  Superficie horizontal  Masa=25 kg  Fuerza aplicada 150N  Fuerza neta=??  FN = W en magnitud  A)  Fneta = ma = Fx= FA – Ff  Fneta = suma de fuerzas  Fneta = FA = 150N  B)  FA = ma  a =FA/m  = 150N/25kg = 6m/s2  a=6m/s2, derecha 0 Ff Fg FN W
  22. 22. Caso #3 Faplicada y Ff Prof. Elba M. Sepúlveda 22  Determina la fuerza neta cuando el objeto de masa m = 25 kg se encuentra sobre una superficie horizontal, se le aplica una fuerza de 100N y la fuerza de fricción es de 10N.  Determina la aceleración Ff Fg FN W
  23. 23. Discusión caso #3 Prof. Elba M. Sepúlveda 23  Superficie horizontal  Sin fricción  Aumenta la velocidad  Fneta = ?  m = 25 kg  FA =100N  Ff = 10N  Fneta = ma = Fx= FA – Ff  100N –10N = 90N  Fneta = 90N, derecha  Determina la aceleración  m = 25 kg  Fneta = ma  a= F neta /m= 90N/25kg=  =3.6 m/s2  a= 3.6 m/s2, derecha Ff Fg FN W
  24. 24. Caso#4 – Objetos lanzados Prof. Elba M. Sepúlveda 24  Se lanza una bola directamente hacia arriba. Si su masa es de 0.51 kg y la fuerza aplicada es de 20N, arriba,  ¿Cuál será la fuerza neta?  ¿Cuál será su aceleración?  ****considera las fuerzas que ocurren cuando sube, baja o si se encuentra atado a una cuerda.  ¿Puede haber resistencia del aire ? W FA R
  25. 25. Discusión caso#4 Prof. Elba M. Sepúlveda 25  Suspendido en aire  Lanzado hacia arriba  Se le aplica una fuerza  m= 0.51 kg  FA =20N, arriba  g=9.81m/s2  W= mg  = (0.51 kg) (-9.81m/s2)  -5.0N  W= 5.0N, abajo  Fneta = ma = Fx= FA – W  Fneta = 20N – 5.0N  Fneta = 15.0N  Fneta = 15.0N, arriba  ¿Cuál será su aceleración?  a= Fneta /ma  = 15.0N/0.51kg  = 2.94 m/s2, arriba  a= 29 m/s2 , arriba W FA R T W= 5.0N, abajo a= 29 m/s2 , arriba
  26. 26. Caso#5 Elevadores Prof. Elba M. Sepúlveda 26  Un elevador lleno de personas se mueve directamente hacia arriba. Si la masa es de 500 kg y si la tensión del cable es 5000N, arriba,  ¿Cuál será la fuerza neta?  ¿Cuál será su aceleración?  Considera el elevador cuando sube, baja o se mueve a velocidad constante  ¿Puede haber resistencia del aire? W FA R T
  27. 27. Discusión caso#5 Prof. Elba M. Sepúlveda 27  Suspendido en aire  halado hacia arriba  Se le aplica una fuerza  m= 500 kg  T=FA =5000N, arriba  g=9.81m/s2  W= mg= (500 kg) (-9.81m/s2)  -4905N  W= 4905N, abajo  Fneta = ma = Fx= T – W  Fneta = 5000N – 4905N  Fneta = 95N  Fneta = 95N, arriba  ¿Cuál será su aceleración?  a= Fneta /ma = 95N/500kg  = 0.19 m/s, arriba  a= 0.19 m/s2 , arriba W FA R T
  28. 28. Lanzado hacia abajo Pase de futbol Prof. Elba M. Sepúlveda 28 Considera otros casos…
  29. 29. Caída libre Prof. Elba M. Sepúlveda 29  Caída libre- ocurre cuando es el peso la única fuerza que actúa sobre un objeto  Resistencia del aire- es una fuerza de fricción del aire contra un objeto. Esta fuerza es en dirección opuesta al movimiento y depende de la forma del objeto
  30. 30. Velocidad terminal Prof. Elba M. Sepúlveda 30  Es una velocidad constante debido a la resistencia del aire y cuando esta iguala el peso del objeto  Peso = resistencia del aire  W= mg= Fr
  31. 31. Problemas asignados Prof. Elba M. Sepúlveda 31  Física: Una Ciencia para Todos  Capítulo 5  19 al 29 impares páginas 86 a la 88  Problemas A 1 al 4 página 92  Problemas B 1 y 2 página 93  Física Principios y Problemas  Capítulo 6  Problemas 1-21 páginas 119-141 impares
  32. 32. Referencias Murphy, J. T. Zitzewitz, P.W., Hollon J.M y Smoot, R.C. (1989). Física: una ciencia para todos [traducción Caraballo, J. N. Torruella , A. J y Díaz de Olano, C. R.]. Ohio, Estados Unidos: Merril Publishing Company. Zitzewitz, P.W. (2004). Física principios y problemas [traducción Alonso, J.L.y Ríos Martínez, R.R.]. Colombia: McGraw- Hill Interamericana Editores, S. A. de C. V.
  33. 33. Preparado por 33 Prof. Elba M. Sepúlveda, MA.Ed. ©2010

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