BLOQUE III

COMPRENDES EL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS AL PARTIR DE LAS LEYES DE DINÁMICA DE NEWTON

Desempeño del Estudiante

*Identifica en los diferentes tipos de movimiento las fuerzas que intervienen en el movimiento de los cuerpos.

*Aplica las Leyes de la dinámica de Newton, en la solución y explicación del movimiento de los cuerpos, observables en su entorno inmediato.

*Utiliza la Ley de la Gravitación Universal para entender el comportamiento de los cuerpos bajo la acción de las fuerzas gravitatorias.

*Explica el movimiento de los planetas en el sistema Solar utilizando utilizando las Leyes de Kepler.

ESTE BLOG FUE CREADO PARA QUE LOS ALUMNOS PUEDAN ENTENDER DE UNA MANERA MAS PRACTICA LAS LEYES DE NEWTON Y PARA QUE ASÍ NOSOTROS DEJEMOS PLASMADO NUESTRO APRENDIZAJE EN ESTA PAGINA DE INTERNET.

MI EQUIPO Y YO LES DAMOS LAS GRACIAS POR LA ATENCIÓN QUE SE LE PRESTA A ESTE BLOG QUE FUE CREADO CON LA ÚNICA INTENCIÓN DE HACER LLEGAR HASTA SUS COMPUTADORAS UN POCO DE INFORMACIÓN, ESPERANDO LA ENTIENDAN.

Integrantes del equipo:
303
Cynthia Ziria Mera Granados
Iris Ariadna Rodriguez Cortes
Roberto Carlos Vasquez Gomez 

LEYES DE LA DINAMICA

Las Leyes de Newton, también conocidas como Leyes del movimiento de Newton,¹ son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo, en tanto que

constituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física clásica en general. Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden verse como axiomas, Newton afirmó que estaban basadas en observaciones 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 y cada uno de los casos durante más de dos siglos.

LEYES DE KEPLER

La astronomía es una ciencia antiquísima. Apareció cuando los pueblos más antiguos al observar por primera vez al cielo estrellado, encontraron la influencia de los astros en su vida.

Los primeros intentos de explicar el movimiento de los cuerpos celestes se deben a los griegos del siglo IV a.C Claudio Ptolomeo (siglo II d.C) estableció en su obra almagesto un modelo en el cual a la tierra, en el centro del universo y a los planetas hasta entonces conocidos , el sol , la luna , las estrellas. A esta teoría la llamaron geocéntrica

En el siglo XVI un modelo sustituyo el de Ptolomeo. Fue propuesto por el astrónomo polaco Nicolás Copérnico y fue el resultado de sus observaciones y

cálculos. En este modelo, el sol se encontraba en reposo, y los planetas

(Incluida la tierra) girando alrededor de el en orbitas circulares a esta teoría la nombraron y conocemos actualmente como teoría heliocéntrica (de helios = sol)

Primera ley de kepler:

Todo planeta gira alrededor del sol describiendo una orbita elíptica y el sol ocupa uno de los focos de la eclipse.

Segunda ley de kepler:

El radio focal que une a un planeta con el sol “describe” áreas iguales en tiempos iguales.

Tercera ley de kepler:

Los cuadros de los periodos de revolución de los planetas son proporcionales a los cubos de los radios de su órbitas.

APLICANDO LAS CONDICIONES DE EQUILIBRIO

Las fuerzas que actúan sobre el cuerpo son: la fuerza que actua hacia arriba de la cuerda, denominado tension (T) y la fuerza que actua hacia abajo que es el peso del cuerpo ( W ). Como las dos fuerzas ya estan en forma de componente, es posible escribir la primera condicion de equilibrio para encontrar el valor de la tension.

Sustitución:
 ΣFx= 0  y   ΣFy= 0 
 ΣFy= -50 N +  T= 0


Despejando T:

T=50N

FRICCIÓN

La friccion desempeña un papel importante en nuestra vida diaria, dificulta el movimento de los cuerpos, provoca abrosion, es la responsable del desgaste y convierte trepar por una cuerda, incrustar un clavo, la friccion es la fuerza de contacto que se opone al movimiento relativo entre dos cuerpos.

En 1508 Leonardo Da Vinci  descubrió dos características en las superficies y sin lubricar:

a) la fuerza de fricción (Fk) es proporcional a la carga (entendida como la fuerza que mantiene el contacto a dos superficies) 

b) la fuerza de fricción es independiente del área de la superficie del contacto.

Estos resultados nunca fueron divulgados pero, de manera independiente, fueron descubiertos en 1699, por el científico frace S Amontons; quien encontró ademas otra caracteristica: la fuerza de fricción es independiente de la velocidad. Estos tres hechos conocen como leyes de amontons o leyes de fricción. 

Cuando dos superficies rugosas, se lijan, disminuyen la fricción esntre ellas; sin embargo si se pulen a un mas sucede algo extraño la fricción empieza a aumentar, por lo que es incorrecto considerar que una superficie "lisa".

CONDICIONES DE EQUILIBRIO

Un cuerpo se encuentra en equilibrio o dinámico cuando se cumplen las siguientes condiciones: 

1) La suma de todas las fuerzas que actúan sobre el es cero; a esta condición también se le conoce como primera condición de equilibrio traslación.

la expresión matemáticamente para esta condición es:

                                                                

                                                               

Recuerdan que si las fuerzas estan en un mismo plano, todas ellas se pueden descomponer a lo largo de los ejes "x" y "y" entonces, para que haya equilibrio traslacional, la suma de los componentes en X y en Y deben ser cero separadamente la ecuacion anterior la podemos escribir de la siguiente forma:

  y   

EJEMPLO:

Una pelota de 300N cuelga atada a otras dos cuerdas, como se observa en la figura. Encuentre las tensiones en las cuerdas A, B Y C.

 

SOLUCIÓN:

El primer paso es construir un diagrama de cuerpo libre:

Al sumar las fuerzas a lo largo del eje X obtenemos :

S Fx = -A cos 60° + B cos 40° = 0

Al simplificarse por sustitución de funciones trigonométricas conocidas tenemos:

-0.5A + 0.7660B = 0 (1)

Obtenemos una segunda ecuación sumando las fuerzas a lo largo del eje Y, por lo tanto tenemos:

(Cos 30° + cos 50° )

0.8660A + 0 .6427B = 300N (2)

En las ecuaciones 1 y 2 se resuelven como simultanea A y B mediante el proceso de sustitución. Si despejamos A tenemos:

A = 0.7660 / 0.5

 

A = 1.532B

Ahora vamos a sustituir esta igualdad en la ecuación 2

0.8660(1.532B) + 0.6427B = 300N

Para B tenemos:

1.3267B + 0.6427B = 300N

 

1.9694B = 300N

B= 300N / 1.9694

 

B= 152.33N

Para calcular la tensión en A sustituimos B = 152.33 N

A = 1.532(152.33N) = 233.3N

La tensión en la cuerda C es 300N , puesto que debe ser igual al peso.

2) La suma de los momentos es cero; o esta condición se le conoce como segunda condicion de equilibrio o equilibrio relacional.

La expresión matematica para esta condición es: Σ M= 0 

PESO, FUERZA Y MOVIMIENTO DE FUERZA

    Se puede determinar el peso de un cuerpo a partir de la segunda Ley de Newton: si sobre un cuerpo cerca de la superficie terrestre solo actúa la fuerza de la gravedad, el objeto caerá hacia abajo.

Sobre un objeto siempre actúa la fuerza de gravedad, no importa que el objeto este cayendo se encuentra en reposo sobre el suelo o este siendo levantado; la tierra siempre lo empuja hacia ella.

la fuerza de gravedad esta dada por la ecuación:

F: mg

Esta fuerza se denomino peso de un objeto; su símbolo es W. De la ecuación anterior se puede escribir: 

W= mg

Matemáticamente, el momento de la fuerza  f , con respecto al eje se escribe:

M moy= f d

Donde :

moy : Momento con respecto a OY de la fuerza f.

f : fuerza aplicada en newtons. 

fd : producto de la fuerza y del brazo de la palanca.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS DEL MOVIMIENTO MECÁNICO.

La falla de San Andres en california corresponde a una serie de facturas en la corteza terrestre. En el interior de la tierra hacen que las rocas se deslicen unas contra otras a dirección horizontal, de tal manera que las rocas llegan a ser mayores que las fuerzas de fricción. Este movimiento junto con la liberación de grandes cantidades de energía ocasiona un terremoto.

La teoría completa del movimiento, expuesta por Isac Newton, están perfecta que sigue casi intacta hasta nuestros días.

a)El problema centrar en medida es el de cambio de estado del movimiento.

b)Este cambio de estado de movimiento o desviación solo puede producirse por la acción reciproca de dos objetos y en el proceso es alterado el movimiento de ambos.

PRIMER LEY DE NEWTON 

Relación entre la fuerza y el movimiento, fue el objeto de un estudio por el hombre desde la antigüedad. Aristoteles  al analizar estas relaciones, solo podia mantenerse en movimiento cuando existiera una fuerza que actuase de manera continua sobre el, al cesar la accion de la fuerza, el cuerpo volvería a reposo.

Así, ejemplo, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento.

De acuerdo con el pensamiento aristocratiza un cuerpo solo puede estar en movimiento cuando haya una fuerza actuando sobre el.

En 1687 Newton desarrollo completamente la idea de Galileo al describir el comportamiento de los cuerpos en la primer ley de newton. Todo cuerpo continua en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que se le obligue a cambiar de estado por medio de fuerzas que actúen sobre el.

SEGUNDA LEY DE NEWTON

*Fuerza gravitacional

*Fuerza electromagnética 

*Fuerza nuclear 

Fuerza Nuclear débil

En la ley de la Inercia, se deja claro que los cuerpos por si solos no pueden cambiar su estado de reposo o movimiento  es necesario que un agente exterior cambie dicho estado. 

Misma masa Doble Fuerza.

Un Newton (n) se define como la Fuerza que al actuar sobre una masa de un kilogramo la aceleración a razón de un metro por segundo cuadrado.

F= m.a

F= (1kg) (1m/s2) 

F= kg. m/s2 = 1N