Unidad_IV_Leyes_Newton - Gimnasio Virtual San Francisco Javier

GIMNASIO VIRTUAL SAN FRANCISCO JAVIER
“Valores y Tecnología para la Formación Integral del Ser Humano”
UNIDAD IV
LEYES DE NEWTON
ESTÁTICA
Ejemplo.
Una pelota de 100 N suspendida del cordel A estira hacia un lado por otro cordel B mantenida de
tal forma que el cordel A forme un ángulo de 30º con la pared vertical. Encuéntrese las tensiones
de los cordones A y B
Aplíquese ahora la primera condición de equilibrio. La suma de fuerza en el eje x resulta en
Física
Unidad 4
Solución
Décimo 1
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Fx = B - A cos 60° = 0 de lo que obtenemos B = A cos = 0.5 A y que 60° =0.5. La segunda
ecuación resulta de sumar las componentes en y Fy = A sen 60° - 100N = 0 Finalmente,
resuélvase las fuerzas desconocidas. dado que Sen 60° = 0.866, 0.866 A = 100 N, A = 100 N
/0.866 = 115 N
Ahora que se conoce el valor de A, B se puede obtener la ecuación
B = 0.5 A = ( 0.5)(155N) B = 57.5 N
Ejercicios de Palancas
Ejemplo:
Se quiere equilibrar un peso de 50N con una tabla de 2 m de largo apoyada a 0,5 m de
aplicación a la resistencia. Calcular la fuerza motriz necesaria
Solución: Como la palanca se encuentra en
equilibrio se tiene que; F.d = R.r Siendo d =
1.5 m;
R = 50N y r = 0.5 rn, se obtiene;
F = R*r d F= 50N*05m = 16.66N
1.5m
Ejemplo
Por medio de una barra de 2 m de longitud, dos hombres llevan un cuerpo de 120 N colocado a
1.5m del hombre de la izquierda(ver figura). Si se considera despreciable el peso de la tabla,
encontrar la fuerza ejercida por cada hombre.
2m
Y con respecto a B:
Física
Unidad 4
Solución: Las fuerzas ejercidas sobre la tabla son: F1 Y F 2
(fuerzas hechas por los hombres). R: peso del cuerpo
(ver figura). Aplicando momentos con respecto al punto A
se tiene 2mF2=R1.5m de donde
F2
= 20N.1.5m=90N
Décimo 2
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F1*2m = 0.5 *R de donde
F1 = 0.5m *120N =30N
2m
Ejercicios
1. Un cable es estirado horizontalmente a través de la parte superior de dos postes
verticales separados por una distancia horizontal de 20 m. Un semáforo que pesa 250 N
se ata a la parte media del cable, causando que el centro cuelgue una distancia de 1.2 m
¿Cuál es la tensión del cable?
2. Considere el peso suspendido de la fig. . Visualice las fuerzas que actúan en el nudo.
Nombre todas las fuerzas e indique los ángulos conocidos. Aplique la primera condición
para establecer dos ecuaciones y resuelva las tensiones en las cuerdas A y B
Física
Unidad 4
3. Encuentre la tensión en las coordenadas A y B de cada uno de los ejemplos de la fig.
Décimo 3
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Respuestas
 1049 N
 A = 1374 N, B = 1462 N
 a) A = 170 N, B = 294
b) A = 134 N, B = 209 N
c) A= 1410 N , B = 1150 N
LA DINÁMICA
Leyes de Newton
Física
Unidad 4
La dinámica es una rama de la mecánica que se refiere al movimiento de los objetos. Se puede
dividir en cinemática, el estudio del movimiento sin importar las fuerzas que lo producen; y
cinética, el estudio de las fuerzas que producen el movimiento.
Los principios de la dinámica se utilizan para resolver problemas que envuelven trabajo y
energía, y para explicar la presión y expansión de gases, el movimiento de los planetas y el
comportamiento
de
los
fluidos.
Ramas especiales de la dinámica estudian los efectos particulares de las fuerzas y el movimiento
en los fluidos. Estas ramas incluyen aerodinámica, el estudio de los gases en movimiento; e
hidrodinámica, el estudio de los líquidos en movimiento.
Décimo 4
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Los principios de la Dinámica fueron establecidos por Newton mediante sus tres leyes
fundamentales.
La primera ley, que fue una reafirmada del principio de inercia establecido por Galileo, dice así:
Todo cuerpo se mantiene en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme siempre
que sobre él la resultante de fuerzas aplicadas sea cero.
La segunda ley, expresa la relación entre la fuerza aplicada a un cuerpo y la aceleración que le
comunica. Se puede enunciar así:
La aceleración de un cuerpo sobre el que actúa una fuerza es directamente proporcional a esta
fuerza y tiene su misma dirección; la constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo.
La tercera ley, la enunció Newton diciendo que:
A toda acción se opone siempre una reacción igual; o sea, que cuando un cuerpo ejerce una
Física
Unidad 4
Esta ley fundamental nos da pie para hablar de la fuerza peso. Todos
los cuerpos situados en las proximidades de la superficie terrestre están
sometidos a la acción de una fuerza vertical que es la que hace que los
cuerpos caigan, si no hay algo que lo impida. Esta fuerza es la que se
denomina peso. Se demuestra experimentalmente que, en el vacío, es
decir cuando no hay resistencias de ningún tipo, todos los cuerpos, bajo
la acción de su peso, presentan la misma aceleración de caída. Esta es
la que se conoce como aceleración de la gravedad y su valor normal, a
45° de latitud y a nivel del mar, es de g= 9.806 m/s2. Así pues, el peso
de un cuerpo resulta ser W = m · g.
Décimo 5
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fuerza (acción) sobre otro, este actúa a su vez sobre el primero con otra fuerza (reacción) igual,
con la misma dirección y de sentido opuesto a la anterior.
Física
Unidad 4
Esta ley nos indica que cuando, por ejemplo, nosotros empujamos un mueble para desplazarlo
de un lugar a otro, ejerciendo una fuerza sobre él, el mueble, a su vez, empuja también sobre
nosotros con la misma fuerza. En ningún caso estas fuerzas se equilibrarán al actuar sobre
cuerpos distintos. Sin embargo nos podemos preguntar por qué en realidad conseguimos, por
ejemplo, desplazar al mueble, y no el mueble a nosotros. La respuesta es que, además de las
fuerzas aplicadas, intervienen las de rozamiento con el suelo, y de la resultante de todas ellas
depende el sentido del desplazamiento. De hecho, si el mueble que tratamos de cambiar de
posición es muy pesado, no conseguimos moverlo, sino que, por el contrario, acabamos
resbalando y, en consecuencia, nos desplazamos; es decir, que en este caso la fuerza que
ejerce el mueble vence nuestro rozamiento. El principio de acción y reacción se manifiesta en
numerosas actividades y presenta, además, diversas aplicaciones prácticas.
Décimo 6