FUERZAS • Acción que ejerce un cuerpo sobre otro. • Interacción entre dos cuerpos Efectos de las fuerzas Cambios en el movimiento • El cuerpo se pone en movimiento • Aumentan o disminuyen la rapidez • Cambian la dirección de movimiento • Las fuerzas son magnitudes vectoriales, poseen magnitud, dirección y sentido • Se representan vectores (flechas) mediante FUERZA NETA O FUERZA RESULTANTE F Corresponde a la sumatoria de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo 4N Fuerzas en igual sentido 7N 3N Fuerzas en sentido opuesto 3N 4N 1N 5N Fuerzas perpendiculares Algunas fuerzas Peso (P) • Fuerza con la cual el planeta atrae a los cuerpos hacia su centro Normal (N) • Fuerza de sustentación, que ejerce una superficie sobre un objeto apoyado en ella. Es perpendicular a la superficie Tensión (N) • Fuerzas que se aplican a través de cuerdas Roce (f) • Es la fuerza que se opone al movimiento de los cuerpos, se origina por las irregularidades de las superficies en contacto OJO !!!! Diferencias masa y peso Instrumentos: entre 1º LEY DE NEWTON (PRINCIPIO DE INERCIA) INERCIA: Tendencia de un cuerpo a continuar en su estado de movimiento. Resistencia que presentan los cuerpos a cambiar su estado de movimiento Los cuerpos tienden a seguir haciendo «lo que ya están haciendo» Se resisten a los cambios GALILEO Y LA INERCIA Experimentos: ¿Es necesaria una fuerza para mantener un movimiento? Galileo introduce en concepto de inercia MASA E INERCIA Definición clásica: cantidad de materia de un cuerpo Definición de Newton: Newton relaciono la masa y la inercia. Mientras más masa posee un cuerpo, mayor será su inercia Por lo tanto Newton define la masa como: una medida cuantitiva de la inercia La masa es una magnitud escalar y en MKS se mide en [Kg] Las fuerzas siempre actúan de pares No existe una fuerza aislada 3º Ley de Newton • ¿Qué fuerza tiene mayor magnitud? 3º LEY DE NEWTON (ACCION Y REACCION) Toda acción da origen a una reacción • Es imposible aislar una fuerza • Actúan de a pares Cuando un objeto A ejerce una fuerza sobre un objeto B, este último reacciona y ejerce una fuerza igual intensidad y dirección pero en sentido contrario sobre A FAB = -FBA • Ambas fuerza son de igual magnitud y dirección, pero tienen sentidos opuestos • Actúan sobre cuerpos diferentes • Son simultaneas Otros ejemplos 2º Ley de Newton : Esta ley relaciona: Fuerza Masa Aceleración ¿Qué relación existe entre la fuerza aplicada y la aceleración producida? (la masa es constante) La aceleración es directamente proporcional a la fuerza ¿Qué relación existe entre la masa de un cuerpo y la aceleración? (cuando la fuerza aplicada es constante) La aceleración es inversamente proporcional a la masa • En conclusión, la segunda ley de Newton plantea que: “La aceleración que adquiere un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza aplicada proporcional a la masa del cuerpo” F =ma e inversamente ΣF = m a MAGNITUD SIMBOLO UNIDAD DE MEDIDA masa m [Kg] aceleración a [m/s2] Fuerza neta ΣF [Kg∙m/s2] Newton [N] EJEMPLOS: 1.- El cuerpo de la figura tiene una masa de 2 Kg. Según esto determina: a) Fuerza neta b) Aceleración 2.- Determina la aceleración del carro 3.- Un balde de 5 Kg de masa se eleva con una aceleración de 3 m/s2. Determina la tensión del cable 4.- Si el balde desciende con la misma aceleración; determina la tensión del cable 4.- La figura muestra dos bloques unidos mediante una cuerda, los cuales reciben una fuerza de magnitud 20 N a) Determina la aceleración del sistema b) Determina la tensión de la cuerda que une ambos bloques 5.- De una cuerda que pasa a través de una polea cuelgan dos cuerpos de masas m1:9 Kg y m2=3 Kg; Calcular: a) la aceleración de los cuerpos b) la tensión de la cuerda EJERCICIOS: 1. ¿Qué fuerza se debe aplicar a una masa de 15 Kg para que adquiera una aceleración de 6 m/s2? R: 90 N 2. A una masa de 4 Kg se le aplica una fuerza de 80 N. ¿Qué aceleración adquiere? R: 20 m/s2 3. ¿Cuál es la masa de un cuerpo, que al aplicarle una fuerza de 30 N adquiere una aceleración de 6 m/s2? 4. Determina la aceleración del carro de masa 2 Kg en los siguientes casos: 5. El carro de la figura tiene una aceleración de 3 m/s2. Determina su masa 6. Para la situación mostrada en la figura calcula aceleración del sistema y la tensión de la cuerda que une ambos bloques 7. Se eleva un balde de 2 Kg con una aceleración de 4 m/s2. Determina la tensión de la cuerda 8. Dos bloques están en contacto como se muestra en la figura. Se aplica una fuerza de 3 N. Si m1= 2 Kg y m2= 4 Kg. Determina A. La aceleración del sistema B. La fuerza que el bloque 2 ejerce sobre el bloque 1 FUERZA DE ROCE Fuerza que se opone al movimiento y que, por lo tanto, lo dificulta Surge por las irregularidades que presentan los cuerpos en contacto Fuerza de roce (f) Roce estático (fe) Roce cinético (fk) Actúa cuando el cuerpo está en reposo y se trata de moverlo Actúa cuando el cuerpo ya se está moviendo No es constante, su magnitud aumenta junto con la fuerza aplicada, hasta alcanzar un valor máximo: fuerza de roce estático máxima fe Su magnitud es constante y depende de las fuerzas que se ejercen las superficies en contacto y la naturaleza de estas fe = μemg fK = μKmg Tabla de coeficientes de roce: EJEMPLO 1 El carro de la figura se mueve en una superficie cuyo μk= 0,3. Según lo anterior, determina la aceleración del carro EJEMPLO 2 Un bloque de masa 4 Kg experimenta una aceleración de 3 m/s2 cuando se le aplica una fuerza de 20 N sobre una superficie horizontal con roce Determina el valor de la fuerza neta sobre el bloque ¿Cuál es el valor de la fuerza de roce? ¿Cuál es el valor del coeficiente de roce cinético? EJEMPLO 3 El carro de la figura, tiene una aceleración de 2 m/s2, hacia la derecha: Determina el valor del coeficiente de roce cinético μk EJERCICIOS 1.- El carro de la figura se mueve en una superficie cuyo μk= 0,2 . Según lo anterior, determina la aceleración del carro 2.- El carro de la figura se mueve en una superficie cuyo μk= 0,4 Según lo anterior, determina la aceleración del carro 3.- Determina el valor del coeficiente de roce cinético, si el tiene una aceleración de 4 m/s2 a la derecha
