TallerLeyesdeNewton

TALLER LEYES DE NEWTON
FORZÁNDOSE A ENTENDER LAS LEYES DE NEWTON:
Las leyes de Newton son importantes porque describen las relaciones causa – efecto entre la fuerza y el movimiento. Las
tres leyes de Newton son los cimientos de la biomecánica, ellas proveen el fundamento para el análisis del movimiento.
A continuación se hará un muy breve análisis de las tres leyes
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Primera ley de Newton: (Ley de la Inercia)
o Esta ley, básicamente afirma que un cuerpo puede acelerar o desacelerar únicamente si una fuerza externa
actúa en el cuerpo.
Tercera ley de Newton: (Ley de acción – reacción):
o La magnitud de una fuerza en un cuerpo es igual a la magnitud de la fuerza en el otro cuerpo.
o La dirección de la fuerza en cada cuerpo es contraria la dirección de la fuerza en el otro cuerpo.
o Las fuerzas en los dos cuerpos son iguales y opuestas a la dirección de la fuerza en el otro cuerpo
Segunda ley de Newton: (Ley de aceleración):
o La ley de la aceleración expresa la relación causa – efecto entre la fuerza y el movimiento. La ley es
generalmente descrita como F = m*a, dónde F es la fuerza, m la masa del cuerpo sobre la cual actúa la
fuerza y a es la aceleración que experimenta el cuerpo causada por la fuerza
o El tamaño de la aceleración es directamente proporcional al tamaño de la fuerza:
 El tamaño de la aceleración es más grande si la fuerza es más grande
 El tamaño de la aceleración es más pequeño si la fuerza es más pequeña
o El tamaño de la aceleración es inversamente proporcional a la masa del cuerpo:
 El tamaño de la aceleración es más grande si la masa es más pequeña
 El tamaño de la aceleración es más pequeño si la masa es más grande
HALAR Y EMPUJAR, QUÉ ES FUERZA?
Simplemente hablando, fuerza es halar o empujar! Los músculos halan sobre los huesos para afectar su movimiento. Las
fuerzas no son visibles, las fuerzas son inferidas al observar el cambio de movimiento de los cuerpos (o la falta de cambios
en el movimiento) sobre los cuales las fuerzas actúan. En algunas ocasiones el efecto del movimiento no es evidente por sí
mismo y se necesita de instrumentos muy sensibles para su medición; pero el hecho de que una fuerza no se vea, no
significa que no exista!
Cada fuerza tiene las siguientes características:
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Magnitud: Tamaño, cuán grande es el halón o empujón.
Dirección: Hacia cuál camino la fuerza está halando o empujando
Punto de aplicación: Dónde la fuerza está actuando en el cuerpo
Línea de acción: Una extensión imaginaria de la fuerza en ambas direcciones, la cual es útil para la determinación
del efecto de giro de una fuerza
La fuerza es una cantidad vectorial, con magnitud y dirección. Para describir una fuerza se deben especificar tanto la
magnitud como la dirección, un descriptor sin el otro, dejan a la fuerza sin definición. Como la fuerza es una cantidad
vectorial, se representa con una flecha, la longitud de la flecha representa su magnitud, entre más larga la flecha, más
grande la fuerza. La cabeza de la flecha identifica su dirección. Típicamente, se usa un sistema de coordenadas cartesiano
estándar para representar la dirección de la fuerza, con el eje y identificando la dirección vertical y el eje x indicando la
dirección horizontal. Las direcciones positivas son arriba (+, dirección vertical) y a la derecha (+ dirección horizontal) y las
dirección negativas son abajo (-, dirección vertical) y a la izquierda (-, dirección horizontal).
Abajo, se pueden observar ejemplos gráficos de fuerzas dibujadas en un sistema de coordenadas. Las fuerzas son
denominadas desde F₁ hasta F₈.
Note cómo algunas fuerzas son similares en magnitud pero tienen diferentes direcciones (F₁ y F₂), otras fuerzas son de
diferente magnitud pero tienen la misma dirección (F₃ y F₄) y otras fuerzas son diferentes tanto en magnitud como en
dirección (F₅ y F₆)
La fuerza se mide en Newtons. Un Newton es una fuerza equivalente a 4.45 libras de fuerza; así, si su masa es de 100 libras,
su peso será de 445 Newtons. El valor en Newtons representa el tamaño o magnitud de una fuerza.
Un Newton de fuerza es definido como la fuerza requerida para acelerar un kilogramo de masa a una tasa de un metro por
segundo por segundo (m/s/s). De aquí proviene la ecuación de Newton: F = m*a
Un empuje de 30 Newtons a la derecha es descrito como + 30 N en dirección horizontal, mientras que un empuje de 30 N a
la izquierda, es descrito como -30 N en dirección horizontal. Igualmente, una fuerza de 200 N hacia arriba, se representa
como +200 N en dirección vertical y en empuje de 200 N hacia abajo es descrito como -200 N en dirección vertical.
Cuando una fuerza es aplicada en un ángulo determinado, el ángulo de aplicación se provee en relación al eje derecho
horizontal o a una línea de referencia específica. El ángulo de aplicación de una fuerza es representado por la letra griega Θ.
En la figura de arriba se pueden apreciar las fuerzas (F₇ y F₈) aplicadas en un ángulo determinado.
Magnitud y dirección son dos características críticas de una fuerza, pero también lo son otras dos características: el punto
de aplicación y la línea de acción de la fuerza.
El punto de aplicación indica dónde la fuerza es aplicada en un cuerpo. Se representa dibujando la fuerza tocando el cuerpo
(usted supone el punto de aplicación). Tanto la cola como la punta de la flecha pueden ser utilizadas para describir el punto
de aplicación de la fuerza. El punto de aplicación es una simplificación de cómo una fuerza es aplicada a un cuerpo.
La línea de acción de la fuerza muestra cómo la fuerza también afecta (o puede también afectar) el movimiento angular de
un cuerpo). Se indica la línea de acción de una fuerza extendiendo el vector indefinidamente.
Para no confundir la representación de la magnitud de la fuerza con la línea de acción, ésta última se representa con línea
punteada, como se muestra en la figura de abajo.
La línea de acción de la fuerza no es lo mismo que la dirección de la fuerza
Para describir una fuerza se debe especificar su magnitud, dirección, punto de aplicación y línea de acción de la fuerza.
USANDO LOS COMPONENTES DE LA FUERZA PARA ENCONTRAR LA RESULTANTE:
Considere las dos fuerzas que actúan en la figura del patinador