1. Facultad de Ingeniería y Arquitectura
Semana 3
Fuerza y Diagrama de Cuerpo
Libre
Primera ley de Newton. Concepto de Fuerza. Leyes de
Newton
MECÁNICA, OSCILACIONES Y ONDAS
Yuri Alexis Milachay Vicente
yur@upnorte.edu.pe
3. Logros
o Identifica las interacciones mecánicas entre los cuerpos y reconoce
las fuerzas de acción.
o Elabora un Diagrama de Cuerpo Libre.
o Aplica las leyes de Newton para explicar la relación causa-efecto
del estado de movimiento de un cuerpo sometido a la acción de
fuerzas.
29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 3
4. • Las leyes de Newton y la relación causa-efecto en el problema del
movimiento
29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 4
CAUSA
EFECTO MRU MRUV
F 0 F 0
F 0
F
a
m
Fuerzas
3° ley de Newton Diagramas de Cuerpo Libre
1° ley de Newton 2° ley de Newton
5. Fuerzas
o La fuerza es la medida
cuantitativa de la interacción de
dos cuerpos en contacto o entre
un cuerpo y su entorno.
o Conocemos la relación que hay
entre las fuerzas que actúan
sobre un cuerpo por el efecto que
produce sobre su estado de
movimiento o por la deformación
que sufre.
o Fuerzas de contacto y fuerzas a
distancia
29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 5
T
w
6. Fuerza resultante
1 2R F F F 2F
29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 6
o Para describir una fuerza se
necesita determinar su magnitud
y dirección, por ello la fuerza es
una magnitud vectorial.
o La unidad SI de la magnitud fuerza
es el newton (N).
o Si varias fuerzas actúan sobre un
cuerpo, el efecto sobre su
movimiento es igual al que
produce la fuerza resultante o
neta.
1F
RF
7. Fuerza resultante
2F 4,00N i 5,00N j
3F 6,00N i 4,00N j
29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 7
o Se tienen las siguientes
fuerzas que se encuentran en
el plano xy actuando sobre un
bloque mostrado en la figura.
¿Cuál es la fuerza resultante?
2 2
RF 4,00 6,00
RRpta: F 4,00Ni 6,00Nj
1F 2,00N i 3,00N j
z
x
y
1 6,00
tn 180
4,00
9. 3ª Ley de Newton
o La tercera ley de Newton afirma
que para toda fuerza de acción
existe otra fuerza opuesta y de
igual magnitud llamada reacción,
tal que
o Observaciones
o A cualquiera de las dos fuerzas se
le puede llamar acción o
reacción.
o El par acción y reacción no actúan
en el mismo cuerpo.
29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 9
12 21F F
2
1
F12
F21
Las fuerzas siempre se
presentan en pares
10. 29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 10
Ejemplo: el par producido por la tensión
11. 29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 11
Ejemplo: El sistema Tierra-cuerpo
Un cuerpo es atraído por la tierra con una
fuerza igual a su peso. A su vez, el cuerpo
atrae a la tierra con una fuerza de igual
magnitud, pero aplicada en su centro.
F12=mg
F21= mg
12. Diagrama de cuerpo libre
• Se utilizan para representar las fuerzas de acción que se ejercen sobre el
cuerpo en estudio por parte de los cuerpos con los que interactúa.
29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 12
w
N
¿Con qué cuerpos interactúa la persona?
Rpta: Con la Tierra y con la superficie
13. 29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 13
Diagrama de cuerpo libre
Se separan las partes y se analizan las
fuerzas que actúan sobre los bloques
14. Fuerzas que
actúan sobre el
bloque pequeño
Fuerzas que
actúan sobre el
bloque grande
29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 14
Diagrama de cuerpo libre
m
g
N1
N2
Mg
N1
15. Ejercicio
• Realizar el diagrama de cuerpo libre de cada uno de los bloques.
Considere que no existe fricción
29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 15
w1
T1 w2
T1 T2
N2
w3
T2
16. Ejercicio
• Realizar el diagrama de cuerpo libre que cada uno de los bloques.
Considere que no existe fricción
29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 16
w1
N1
T1
w2
N2 T1
N1
17. La Primera Ley de Newton
oSi la resultante de las fuerzas que
actúan sobre un cuerpo es nula,
dicho cuerpo se mueve en línea
recta y con velocidad constante o
permanece en reposo.
29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 17
v
Las fuerzas verticales se equilibran
y si no hay fricción, el bloque se
moverá con velocidad constante
En el juego air hokey no hay fricción
F 0
18. Ejercicio
o Si los bloques A y B, en
conjunto, se mueven con
velocidad constante hacia la
derecha y el bloque B no
resbala sobre el bloque
A, ¿cuál es la magnitud de la
fuerza que mueve al bloque B?
o Considere que la rugosidad de
todas las superficies en
contacto son las mismas.
29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 18
B
A F=20 N
m
3m
19. La 2 Ley de Newton
La Segunda Ley de Newton establece
que si la resultante de las fuerzas es
diferente de cero, el cuerpo acelera y
lo hará con una aceleración de ..
29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 19
F
a
m
20. Conclusiones
• Se ha determinado la importancia de las leyes de Newton en la
comprensión del movimiento a partir de la consideración de que la
relación entre las fuerzas es la razón de dicho movimiento.
• Se ha explicado las leyes de Newton
• Se ha aplicado la primera ley de Newton para resolver problemas de
equilibrio.
29/05/2013 MOO / Mg. Yuri Milachay 20
