Dinámica

Curso 0. Parte III
Departamento de Física Aplicada.
Universidad de Vigo.
Leyes de Newton
(Leyes del Movimiento de Isaac Newton)
LEYES DEL MOVIMIENTO DE ISAAC NEWTON
r Primera Ley de Newton
mTodo cuerpo en reposo sigue en reposo a menos
que sobre él actúe una fuerza externa. Todo
cuerpo en movimiento continúa moviéndose con
velocidad constante a menos que sobre él actúe
una fuerza externa.
r Tercera Ley de Newton
mLas fuerzas siempre actúan por pares iguales y
opuestos. Si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre
un cuerpo B, éste ejerce una fuerza igual y
opuesta sobre el cuerpo A.
LEYES DEL MOVIMIENTO DE ISAAC NEWTON
LEYES DEL MOVIMIENTO DE ISAAC NEWTON
LEYES DEL MOVIMIENTO DE ISAAC NEWTON
r Segunda Ley de Newton
mLa aceleración de un cuerpo tiene la misma
dirección y sentido que la fuerza externa neta que
actúa sobre él. Su módulo es proporcional al de la
fuerza neta e inversamente proporcional a una
propiedad del cuerpo que se denomina masa
inercial.
r
r
r Fneta ∑ F
a=
=
m
m
r
r
∑ F = ma
LEYES DE NEWTON: PROBLEMAS
1) Un aeróstato de masa m = 800 kg comenzó a
descender con una aceleración a = 1 ms-2. Determine
la masa de lastre que es necesario tirar por la borda
para que el aeróstato obtenga esta misma
aceleración, pero dirigida hacia arriba. Desprecie la
resistencia del aire.
LEYES DE NEWTON: PROBLEMAS
2) Un incauto cosmonauta se
ha extraviado en el espacio
lejos de su cápsula
espacial. Afortunadamente
posee una unidad de
propulsión que le
proporciona un empuje
constante F durante t = 3 s.
Al cabo de este tiempo se
ha movido 2,25 m. Si su
masa es m = 68 kg,
determine el módulo de F.
LEYES DE NEWTON: PROBLEMAS
3) Sobre una pista de hielo, una persona empuja un
bloque de masa m1 con una fuerza F paralela a la
superficie del hielo. Este bloque está en contacto
directo con otro de masa m2
a) ¿Cuál es la aceleración de los bloques?
b) ¿Cuál es el módulo de la fuerza que el primer bloque
ejerce sobre el segundo?
LEYES DE NEWTON: PROBLEMAS
4) Cuando un avión acelera en la
pista de vuelo para despegar, un
viajero decide determinar su
aceleración utilizando su yo-yó y
comprueba que la cuerda del
mismo forma un ángulo θ = 22°
con la vertical.
a) ¿Cuál es la aceleración del
avión?
b) Si la masa del yo-yó es m = 40 g
¿cuál es la tensión de la cuerda?
Trabajo y Energía
Trabajo Realizado por una Fuerza
r Trabajo realizado por una fuerza constante cuyo
punto de aplicación se traslada una distancia ∆x
W = F cos θ ∆x = F ⋅ ∆x
Trabajo Realizado por una Fuerza
r Si la fuerza tiene un valor
diferente (en módulo,
dirección o sentido) para
cada punto de la trayectoria
r o si la trayectoria no es
rectilínea
W = lim
∆si → 0
∑ F ⋅ ∆s
i
= ∫ F ⋅ ds = ∫ dW
dW = F ⋅ ds
TRABAJO: PROBLEMAS
1) Durante sus
vacaciones, un profesor
participa en una carrera
de trineos tirados por
perros. Para iniciar la
carrera tira de su trineo
de 80 kg con una fuerza
de 180 N que forma un
ángulo de 20° con la
horizontal. ¿Qué trabajo
habrá realizado después
de recorrer 5 m?
TRABAJO: PROBLEMAS
2) Un bloque de 4 kg apoyado sobre una mesa sin
rozamiento está sujeto a un muelle horizontal que
obedece la ley de Hooke y ejerce una fuerza F = –kx,
donde x se mide desde la posición de equilibrio del
bloque y k = 400 N/m. El muelle está originalmente
comprimido con el bloque en la posición x1 = –5 cm.
m Calcule el trabajo que realiza el muelle para
llevar el bloque desde x1 hasta su posición de
equilibrio x2 = 0.
TRABAJO: PROBLEMAS
3) Determine el trabajo realizado por una fuerza de
módulo F constante al recorrer una
semicircunferencia
a) Si F es tangente a la semicircunferencia en todos
sus puntos.
b) Si F es paralela al diámetro de la
semicircunferencia
c) Si F es perpendicular al diámetro de la
semicircunferencia