IES. Ruiz Gijón UTRERA CURSO: 4º ESO UNIDAD 2: FUERZAS I: “DINÁMICA” 1. CONCEPTO DE FUERZA. FUERZAS. UNIDADES. MAGNITUD VECTORIAL. TIPOS DE 2. RELACIÓN ENTRE FUERZA Y MOVIMIENTO. 2.1. REPRESENTACIÓN DE FUERZAS. 2.2. RESULTANTE DE UN SISTEMA DE FUERZAS. 2.3. EFECTO DE LA FUERZA RESULTANTE. 3. FUERZA DE ATRACCIÓN GRAVITATORIA: “Ley Gravitación Universal”. 3.1. EL PESO. 3.2. DIFERENCIA ENTRE MASA Y PESO. 4. FUERZA DE INTERACCIÓN ELECTROSTÁTICA: “LEY DE COULOMB”. 5. OTRAS FUERZAS HABITUALES: NORMAL, TENSIÓN, ... 6. LEYES DE LA DINÁMICA. 6.1. PRIMERA LEY: “LEY DE INERCIA”. 6.2. SEGUNDA LEY: “PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE DINÁMICA”. 6.3. TERCERA LEY: “LEY DE ACCIÓN – REACCIÓN”. 7. LA FUERZA DE ROZAMIENTO. 8. ESTUDIO CUALITATIVO DE ALGUNOS MOVIMIENTOS. 8.1. LA CAÍDA LIBRE DE LOS CUERPOS. 8.2. EL MOVIMIENTO CIRCULAR. 1 IES. Ruiz Gijón UTRERA 1. CONCEPTO DE FUERZA. MAGNITUD VECTORIAL. TIPOS DE FUERZAS. UNIDADES. • !" ' + #( ) # $ !$ %& ! * ##$ #, -. + $ " $ ## " %$ , -. + / 0 -% 3 1 2/ / 4 • 5 6 5 2 * 5 , 7 , *, , 8 1 * 9 1 : + • ! : 5 5 5 3 5 5 • 6& ! <1 ! ; : 2 IES. Ruiz Gijón UTRERA $ * , - = > = , " # $ % &'( %")* ," 2. RELACIÓN ENTRE FUERZA Y MOVIMIENTO. 2.1. REPRESENTACIÓN DE FUERZAS " : 1 : 2 : : > 1 + 2.2. RESULTANTE DE UN SISTEMA DE FUERZAS 6 2 + 5 3 2 R = F1 + F2 + F3 + ... • + ,-. - 0 2 2 / , 01 2 3 4 / ''' 5 '7 '8 R = F1 + F2 5 '7 '8 R = F1 – F2 3 IES. Ruiz Gijón UTRERA - 0 2 2 , 4 / ''' ?@ A 1 R = √ F12 + F22 F2 F1 ! R F2 TEOREMA DEL COSENO F1 2.3. EFECTO DE LA FUERZA RESULTANTE 2 2 , - 5 : > * : B + * 1 : : + C 3 1 : 3 1 : : 2 + #D@ 6 2 #D @ : + 1 4 IES. Ruiz Gijón UTRERA 3. FUERZA DE ATRACCIÓN GRAVITATORIA: “LEY DE LA GRAVITACIÓN UNIVERSAL” ) 5 B 5 , 4 2$, 5 2 3 1 , 3 ! ; + & 6 5 , E : 5 : FG && , : F21 Fg = G m1 . m2. r2 F12 m1 6 % 9 '9 : " ' " ) ;" " 7, 5 ' < 2 # 7< 4 8 5 , 3 6 0 5 : H : m2 B 3 H 3 B *, % 3 0 5 3 : 3.1. EL PESO ) : : 5 % : 5 5 : D ?I 4 8 5 6 $ 1, P = m .g ) B : : 6& 6 5 5 : % : ! 5 3 5 2 5 5 IES. Ruiz Gijón UTRERA " % + 3 : 5 : , Una masa situada en la superficie de la Tierra se encuentra separada del centro de ésta, el valor del radio terrestre. ' D E <% P 8 #% " E % 9 '" ) < # 7 % 9=:) #2 3 ' D J JK 7@ L77 ! = 8 8 J 7@ 8M = N @ = 8 J OK @ @ @ @ ', > éste sería el peso de un cuerpo de masa 50 Kg. &) D D E <% P 8 . #% 3 + P = m .g % D E <% D J JK 7@ L77 ! #%8 = 8 8 J 7@ 8M = J OK @ @ @ @ : % : #7 5 : : &'( " D 8 : ? I 7 !4= % 5 : 0 !8 : ? I7 +7!3 4 " '9 : 2? < 3 1 3.2. DIFERENCIA ENTRE MASA Y PESO 3 3 3 6& 3 ##$ #, C 3 " $ ## " %$ , < +3 B B ! < = 6& 3 N@ = M?@ ! D 6 IES. Ruiz Gijón UTRERA 4. FUERZA DE INTERACCIÓN ELECTROSTÁTICA: “LEY DE COULOMB”. # + 6& " B : : 3 : 6 5 * , 5 3 5 B :+ " 3 B 5 5 3 : , " Fe = K Q1 . Q2. r2 # % & ' ")& ' (+) F21 F12 (-) q1 2< q2 < • @ ! " 7= ' D J JK 7@ L77 ! 8 = 8D A 7= 8 7= 7 D 9 '9 : '" ) ;" " 8 " 7" 7D ' D ? 7@ ? ! 8 "8 " 7" 7" 7 8 D L7 " 0 &'") & : : 1 ' QQQ ' 5 3 7 IES. Ruiz Gijón UTRERA 5. OTRAS FUERZAS PRESENTES QUE SON HABITUALES. o o + 36 3 : * ,2 0 + 36 5 5 1 o 4 ?@ A 3 B + 36 6 * 3 F o 8 ,B o 8 ,B 5 5 * F $0 8 , B 2 8 ,$ 5 3 + 36 + 36 G K 6. LEYES DE LA DINÁMICA. > 1 3 FG && 3 5 : ! ; > 3 1 + ! ; 8 IES. Ruiz Gijón UTRERA 6.1. PRIMER PRINCIPIO DE LA DINÁMICA: “LEY DE INERCIA” 3 > 2 2 1 + Todo cuerpo permanece en estado de reposo o en movimiento rectilíneo y uniforme mientras no actúe sobre él una fuerza neta (varias fuerzas pueden estar actuando sobre el cuerpo, pero si la resultante es nula, no hay fuerza neta) : , * : + 2 5 5 6 <# 3 * : 5 : : : 2 1 + : : 1 5 B 5 B : 1 6.2. SEGUNDO PRINCIPIO DE LA DINÁMICA: “LEY FUNDAMENTAL > 2 : R + 2 S 6 : B 5 La suma de todas las fuerzas aplicadas sobre un cuerpo (fuerza neta o resultante) es directamente proporcional a la aceleración que éste adquiere. ΣF = m . a 9 IES. Ruiz Gijón UTRERA > 5 ! ; > 1 ! 7 = 5 7 8 4 5 3 # 2 6 : + 2 B 1 5 1 5 ' 5 3 ' ' 5 : 5 3 5 : 6.3. TERCER PRINCIPIO DE LA DINÁMICA: “ACCIÓN - REACCIÓN” " ) 3 T * ) T 3 ) 1 * T * 6 1 : + : 3 B 2 : B * 3 5 5 5 ! ; 3 5 + 5 5 3 3 5 3 1 + 5 3 5 Cuando dos cuerpos interaccionan, el primero ejerce una fuerza sobre el segundo (acción) al mismo tiempo que el segundo ejerce otra fuerza sobre el primero (reacción), simultánea y de idéntico módulo y dirección pero de sentido contrario. , * 5 3 5 2 10 IES. Ruiz Gijón UTRERA 7. LA FUERZA DE ROZAMIENTO. 6 2 1 : 3 3 H 5 6 B : 5 : : * , ' 1 1 < 1 B 7N@ = 5 , µ, coeficiente de rozamiento (sólo depende de la naturaleza de la superficie de contacto) FR = µ . N R 7 1 : S ! : N=P x '# D µ .N = µ .P = µ . m .g U N = Py : C D µ . N = µ . Py = µ . m . g . cos α F P / 2 6 : : : 5 : L 11 IES. Ruiz Gijón UTRERA 8. ESTUDIO CUALITATIVO DE ALGUNOS MOVIMIENTOS. 8.1. LA CAÍDA LIBRE : R 2 1 5 + S 6 3 3 % : P´ : P (caída libre) # : P (lanzamiento vertical) 1 % + 5 8.2. EL MOVIMIENTO CIRCULAR 3 : 1 " 3 : 1 * 5 0, 4 ,1$ ac = v2 R + 3 .8 ,B 5 ,1$ 2 5 + 3 Fc = m v2 R : 5 : : * 5 12 IES. Ruiz Gijón UTRERA ACTIVIDADES SOBRE DINÁMICA 7 " 1 3 , '8D N ! '7D7 ! '8D J ! '7D8 ! '7D J ! '8D I ! '8D O ! '8D N ! '7D 7 ! 'OD N ! 'OD M ! '7D 8 ! 8 B : 7@ = 0 O , 0 N@ @@@ 5 6& @7= 0 8@ @ @ @ @ " : * > ) %$ 6, % D J 7@ 8M = 0 > M 'MD J ! !D %& ##) L6$ " 6 3 K OJ 7@ 88 = 0 <6$ D 8 7@ O@ = 0 D 7M? J@ @ @ @ @ = 0 %& ##) L !) D OI M M@ @ = % MA 6$ 3 N@ = N " J K J OK 7@ OO = < : " " % O MO 7@ J 3 8N = % 3 + * < % 5 * , - 3 : : % 5 13 IES. Ruiz Gijón I R UTRERA + S R6 4 8 0 7 !D 7 J 4 S > ) %$ 6, 7 D ? I ? % 7@ @ ! V R" 1 7@ > 6 7@ @ ! 3 7@ @ ! S $ : > ) %$ 6, 7 !D 8K M !4= H 7@ LJ " 3 + - " - R 3 T 5 1 " ) 1 5 S LJ " 3 5 5 5 + + : + 78 & ) W M 7@ 5 S R6 77 8@ + T T ) 5 8 3 R S R. + S * 2 7 1 : 8 1 : 1 7O & 3 * 2 2 7 1 : 8 1 1 7M 2 K@ = : 5 , & & 3 & 3 1 3 R. + 3 * 2 1 * 2 : : : * S 2 + 7N % R" 1 S R" 5 3 H S 14 IES. Ruiz Gijón UTRERA 7J & : B , 6 2 + : 6 <# 6 2 + 2 5 : 5 3 5: : ?@ = 4 3 6 : 2 + 1 7K 3 8 5 7I ! ; 4 8 3 : 8@ ! > 1 J@ = M@ = * R" 1 R. + 7@ ! 5 S 2 S 7? " * 6 H : 8@ " + S R. + R. 87 ) R S R + 1 S + + S 88 " 7@ @ ! @8 8O " 8N = : @7 8M 6 M= : : M@ ! " 5 3 8N " 5 O = @7 5 7@ @ ! 15 IES. Ruiz Gijón 8J > UTRERA 3 M@ @ = 5 3 X 8K 7 4 3 8 " 7@ = : : M@ 4 6 2 7@ ! 8I 5: : 8? * 7@ @ @ = K8 = 4 " 2 * 7@ @ ! > 3 8M 3 H 5 3 KN = N@ 7@ " : O@ 8= 4 : % 8@ 8@ : " 2 3 O7 * * * " : * N = O!3 M ! 8 ! 3 : 6 : 2 : 8 4 8@ * 16