TALLER DE DEMOCRACIA Y GOBIERNO ESCOLAR-COMPETENCIAS N°3.docx
Luis gomez trabajo2_2020_1
1. República Bolivariana De Venezuela
Ministerio Del Poder Popular Para La Educación Superior
I.U.P Santiago Mariño.
Extensión Barinas.
Las leyes de
Isaac Newton.
Profesor(a) Autora:
Eli Ramírez.
Alumno:
Luis Gómez #26.890.208
Sección
U Ingeniería Civil 2do semestre
Barinas Junio 2020
2. Introducción
En este trabajo analizaremos las principales características de Las leyes de
Newton o La dinámica, es un rama de la física que estudia los principios de
Newton, las cuales consisten en tres relación entre las fuerzas y los movimientos,
la cual fueron postulados y expuestos por Isaac Newton en 1687,: a partir de los
cuales se explican la mayoría de los problemas planteados por la dinámica,
principalmente los relativos al movimiento de los cuerpos.
Estos conceptos son la base no son solo de la dinámica clásica sino que también
de la física en general, cambiar de estado. Permitiendo así explicar tanto el
movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles. Hasta toda
la mecánica y funcionamiento de las maquinas.
3. 01_Que se entiende por dinámica de una partícula y equilibrio estático.
Dinámica de una partícula:
La dinámica es la parte de la Mecánica que estudia las relaciones entre las
causas que originan los movimientos y las propiedades de los movimientos
originados. Las Leyes de Newton constituyen los tres principios básicos que
explican el movimiento de los cuerpos, según la mecánica clásica. Fueron
formuladas por primera vez por Newton en 1687, aunque la primera de ellas ya
fue enunciada por Galileo. Tal y como las vamos a ver aquí sólo son válidas para
un Sistema de Referencia Inercial.
Equilibrio estático:
El concepto de equilibrio estático, más exactamente equilibrio mecánico
estático, es utilizado en física para describir un estado estacionario en el cuál la
posición relativa de los componentes de un sistema no cambia con el tiempo. No
significa que no se muevan, pueden hacerlo, lo que no cambia es la posición
relativa entre los componentes.
Dicho en otras palabras, en el estado de equilibrio estático el sistema está en
reposo o su centro de masas se mueve a velocidad constante.
Este concepto está implícito en la Ley de la Inercia, la primera de las tres leyes
de Newton:
02_Que es fuerza.
La fuerza es un fenómeno físico capaz de modificar la velocidad de
desplazamiento, movimiento y/o estructura (deformación) de un cuerpo, según
el punto de aplicación, dirección e intensidad dado.
Por ejemplo, acciones como arrastrar, empujar o atraer un objeto conllevan la
aplicación de una fuerza que puede modificar el estado de reposo, velocidad o
deformar su estructura según sea aplicada.
Asimismo, la fuerza es una magnitud vectorial medible que se representa con
la letra ‘F’ y su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Newton ‘N’,
denominado así en honor a Isaac Newton, quien describió en su Segunda Ley
de Movimiento cómo la fuerza tiene relación con la masa y la aceleración de
cuerpo.
Por ejemplo, a mayor masa mayor será la fuerza a ejercer sobre el objeto para
lograr moverlo o modificarlo.
Fórmula para calcular la fuerza
La fuerza se calcula con la siguiente fórmula: F = m • a.
F: fuerza necesaria para mover un cuerpo u objeto (en el Sistema
Internacional se calcula en Newton).
m: masa de un cuerpo (en el Sistema Internacional se calcula en
kilogramos).
4. a: unidad de aceleración (en el Sistema Internacional se calcula en metros
por segundo al cuadrado m/s2).
Por tanto, si aplicamos los valores del Sistema Internacional la fórmula se
expresaría de la siguiente manera: N = Kg ∙ m/s2.
Es decir, un Newton representa la fuerza que se aplica sobre una masa (1 Kg),
y genera una aceleración de (1 m/s2).
Otras unidades de medidas que se pueden emplear para calcular la fuerza
son:
Sistema Técnico de Unidades: kilopondio (kp), 1 kp =9.8 N.
Sistema Cegesimal de Unidades: dina (d), 1 d = 10-5 N.
Sistema Anglosajón de Unidades: libra (lb, lbf), 1 lb = 4.448222 N.
Por otra parte, la fuerza también se puede medir empleando un instrumento
llamado dinamómetro, que permite calcular tanto la fuerza como el peso de los
objetos.
03_Explique el significado de las siguientes fuerzas: Normal, Roce, Peso,
Tensión.
*Normal.
La fuerza normal, reacción normal o simplemente normal (N) es una fuerza que
ejerce una superficie sobre un cuerpo que se encuentra apoyado en ella. Su
dirección es perpendicular a la superficie de apoyo y su sentido es hacia afuera.
Fuerza de acción:
Son aquellas fuerzas exteriores que actúan sobre un cuerpo con el objetivo de
desplazarlo o deformar su estructura. Por ejemplo empujar un objeto de gran
peso y tamaño.
*Roce.
La fuerza de rozamiento es una fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos
en contacto y es una fuerza muy importante cuando se estudia el movimiento de
los cuerpos. Es la causante, por ejemplo, de que podamos andar (cuesta mucho
más andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por
una superficie con rozamiento como, por ejemplo, un suelo rugoso).
Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos
cuerpos que están en contacto. Hablamos entonces de Fuerza de rozamiento
estática. Por ejemplo, si queremos empujar un armario muy grande y hacemos
una fuerza pequeña, el armario no se moverá. Esto es debido a la fuerza de
rozamiento estática que se opone al movimiento. Si aumentamos la fuerza con
la que empujamos, llegará un momento en que superemos está fuerza de
rozamiento y será entonces cuando el armario se pueda mover, tal como
podemos observar en la animación que os mostramos aquí. Una vez que el
5. cuerpo empieza a moverse, hablamos de fuerza de rozamiento dinámica. Esta
fuerza de rozamiento dinámica es menor que la fuerza de rozamiento estática.
Fuerza de rozamiento o fricción:
La fuerza de rozamiento o fricción es aquella que surge cuando un objeto o
cuerpo se mueve sobre otro, por lo que sus superficies entran en contacto
generando resistencia ya que uno se opone al movimiento. Por ejemplo, deslizar
una caja sobre la superficie del suelo.
*Peso.
Peso, como tal, designa la medida resultante de la acción que ejerce la
gravedad terrestre sobre un cuerpo. Como peso también puede entenderse una
magnitud de dicha fuerza. Asimismo, por extensión, se refiere a toda fuerza
gravitacional que, en el Universo, ejerce un cuerpo celeste sobre una masa.
Fuerza estática:
Se refiere a la poca variación de la intensidad, lugar o dirección de la fuerza
que actúa sobre un cuerpo, por lo que esta suele ser constante. Por ejemplo, el
peso de una casa.
*Tensión.
La fuerza es una acción que puede modificar el estado de reposo o de
movimiento de un cuerpo; por lo tanto, puede acelerar o modificar la velocidad,
la dirección o el sentido del movimiento de un cuerpo dado. La tensión, por su
parte, es el estado de un cuerpo sometido a la acción de fuerzas opuestas que
lo atraen.
Se conoce como fuerza de tensión a la fuerza que, aplicada a un cuerpo
elástico, tiende a producirle una tensión; este último concepto posee diversas
definiciones, que dependen de la rama del conocimiento desde la cual se analice.
Las cuerdas, por ejemplo, permiten transmitir fuerzas de un cuerpo a otro.
Cuando en los extremos de una cuerda se aplican dos fuerzas iguales y
contrarias, la cuerda se pone tensa. Las fuerzas de tensión son, en definitiva,
cada una de estas fuerzas que soporta la cuerda sin romperse.
6. *Fuerza de tensión:
Se trata de un tipo de fuerza que se transmite a través de diferentes cuerpos
diferentes, se trata de dos fuerzas opuestas afectan a un mismo cuerpo pero en
direcciones opuestas. Por ejemplo, una polea.
04_Ubica en un diagrama de cuerpo libre las fuerzas anteriores.
7. 05_Cuales son las tres leyes de newton.
1ª Ley de Newton o Principio de Inercia
Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza o todas las que actúan se anulan
entre sí dando una resultante nula, entonces el cuerpo no variará su velocidad.
Esto significa que, si está en reposo seguirá en reposo y si se mueve lo seguirá
haciendo a la misma velocidad.
La primera Ley nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es
necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que
conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos
sobre otros.
8. 2ª Ley de Newton o Principio fundamental de la Dinámica
Si sobre un cuerpo actúa una fuerza, dicho cuerpo modificará su velocidad, es
decir, adquirirá una aceleración. Dicha fuerza y su aceleración generada son
proporcionales y están relacionadas con la fórmula:
Se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta
aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho
cuerpo.
Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir,
tienen, además de un valor, una dirección y un sentido.
3ª Ley de Newton o Principio de acción y reacción
Si un cuerpo ejerce sobre otro una fuerza (que podemos llamar acción), el otro
ejerce sobre éste otra fuerza igual pero en sentido contrario (llamada de
reacción).
9. La tercera ley expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste
realiza una fuerza de igual intensidad y dirección pero de sentido contrario sobre
el cuerpo que la produjo.
06_Explique con un ejemplo cada ley de newton.
Primera Ley de Newton.
Todo cuerpo que no está sometido a ninguna interacción (cuerpo libre o aislado)
permanece en reposo o se traslada con velocidad constante.
Esta ley es conocida como la ley de inercia y explica que para modificar el
estado de movimiento de un cuerpo es necesario actuar sobre él. Definimos una
nueva magnitud vectorial llamada momento lineal (o cantidad de movimiento) p
de una partícula:
Entonces la primera ley es equivalente a decir que un cuerpo libre se mueve
con p constante.
Consideremos el caso de dos partículas que, debido a su interacción mutua,
describen un movimiento en el que sus velocidades respectivas varían:
Dos partículas que interaccionan entre sí no se mueven con velocidad constante.
Como el conjunto de las dos partículas está aislado, su momento lineal total se
conserva:
10. Esta expresión se conoce como principio de conservación del momento lineal
y se puede hacer extensivo a un conjunto de N partículas. Operando en la
ecuación anterior obtenemos que:
Esto significa que, como el momento lineal del conjunto de las dos partículas
se conserva pero el de cada una de ellas por separado no permanece constante,
lo que aumenta el momento lineal de una de ellas ha de ser igual a lo que
disminuye el momento lineal de la otra. El ejemplo típico que demuestra este
hecho es el retroceso que experimenta un arma al ser disparada.
Segunda Ley de Newton
Se define fuerza F que actúa sobre un cuerpo como la variación instantánea de
su momento lineal. Expresado matemáticamente:
La unidad de fuerza en el S.I. es el Newton (N).
Una fuerza representa entonces una interacción. Cuando una partícula no está
sometida a ninguna fuerza, se mueve con momento lineal constante (Primera
Ley).
Sustituyendo la definición de momento lineal y suponiendo que la masa de la
partícula es constante, se llega a otra expresión para la Segunda Ley:
Comentaremos algunos aspectos interesantes de esta ecuación:
La aceleración que adquiere un cuerpo es proporcional a la fuerza
aplicada, y la constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo.
Si actúan varias fuerzas, esta ecuación se refiere a la fuerza resultante,
suma vectorial de todas ellas.
Esta es una ecuación vectorial, luego se debe cumplir componente a
componente.
En ocasiones será útil recordar el concepto de componentes intrínsecas:
si la trayectoria no es rectilínea es porque hay una aceleración normal,
luego habrá una también una fuerza normal; si el módulo de la velocidad
varía, es porque hay una aceleración tangencial, luego habrá una fuerza
tangencial.
11. La fuerza y la aceleración son vectores paralelos, pero esto no significa
que el vector velocidad sea paralelo a la fuerza. Es decir, la trayectoria no
tiene por qué ser tangente a la fuerza aplicada.
Esta ecuación debe cumplirse para todos los cuerpos. Cuando
analicemos un problema con varios cuerpos, deberemos entonces tener
en cuenta las fuerzas que actúan sobre cada uno de ellos y aplicar la
ecuación por separado.
Tercera Ley de Newton
Volvamos a la ecuación que relaciona las variaciones del momento lineal de
dos partículas que interaccionan entre sí. Si dividimos por el intervalo tiempo
transcurrido y tomamos el límite cuando Δt tiende a cero:
Atendiendo a la definición de fuerza vista en la segunda ley:
Enunciamos ya la tercera ley:
Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, este último ejerce sobre el primero
una fuerza igual en módulo y de sentido contrario a la primera.
Esta ley es conocida como la Ley de Acción y Reacción.
En la siguiente animación puedes cambiar la fuerza con la que empuja el coche
y la masa que lleva el camión. Observa cómo varían las normales ejercidas entre
el coche y el camión y la aceleración que adquieren: para distintos valores de la
masa, el módulo de las normales cambia, pero los módulos son iguales entre sí
puesto que constituyen un par acción - reacción.
12. Un error muy común es cancelar las fuerzas que constituyen un par acción-
reacción al estudiar un cuerpo, pero hay que tener en cuenta que dichas fuerzas
se ejercen sobre cuerpos distintos, luego sólo se cancelarán entre sí cuando
consideremos el sistema formado por los dos cuerpos en su conjunto.
13. Otro factor a tener en cuenta es que las fuerzas que constituyen un par acción-
reacción siempre responden al mismo tipo de interacción.
07_Que se entiende por cuerpo rígido.
Un cuerpo rígido es un cuerpo ideal en el que sus partículas tienen posiciones
relativas fijas entre sí.
Estos cuerpos no sufren deformaciones debido a la acción fuerzas externas. Se
trata de cuerpos ideales ya que en la realidad los cuerpos no son completamente
rígidos sino que se deforman por la acción de fuerzas externas.
A diferencia de las partículas, en los cuerpos rígidos sí consideramos sus
dimensiones además de su masa.
En la unidad estática del cuerpo rígido se estudian las condiciones necesarias
y suficientes para que un cuerpo rígido permanezca en equilibrio.
Fuerzas en el cuerpo rígido
En los cuerpos rígidos hay dos tipos de fuerzas, llamadas externas e internas.
Las fuerzas externas son las fuerzas debido a la acción de otros cuerpos. Las
fuerzas internas son las encargadas de mantener unidas a las partículas del
cuerpo rígido.
A su vez, las fuerzas externas pueden ser de dos tipos, fuerzas aplicadas y
fuerzas de reacción.
08_Que se entiende por momento de torsión.
El momento de torsión, torque o momento de una fuerza es la capacidad de
una fuerza para provocar un giro. Etimológicamente recibe el nombre de torque
como derivación del vocablo inglés torque, proveniente del latín torquere
(retorcer).
El momento de torsión (con respecto a un punto determinado) es la magnitud
física que resulta de efectuar el producto vectorial entre los vectores de posición
del punto en el que la fuerza se aplica y el de la fuerza ejercida (en el orden
indicado). Este momento depende de tres elementos principales.
14. El primero de estos elementos es la magnitud de la fuerza aplicada, el segundo
es la distancia entre el punto en el que se aplica y el punto respecto al que gira
el cuerpo (también denominada brazo de palanca), y el tercer elemento es el
ángulo de aplicación de dicha fuerza.
A mayor fuerza, se provoca mayor giro. Lo mismo ocurre con el brazo de
palanca: cuanto mayor sea la distancia entre el punto en el que se aplica la fuerza
y el punto respecto al que produce el giro, mayor será este.
09_Que se entiende por centro de masa.
Cuando un cuerpo se encuentra en movimiento, por ejemplo, al lanzar un lápiz
al aire, todas sus partículas se mueven a la vez, aunque con distintas
trayectorias. Para caracterizar la traslación del lápiz en su conjunto, sin embargo,
nos basta con estudiar qué ocurre en un solo punto del mismo: su centro de
masas. Este será el que determine su velocidad, su trayectoria, etc.
15. El centro de masas representa el punto en el que suponemos que se concentra
toda la masa del sistema para su estudio. Es el centro de simetría de distribución
de un sistema de partículas.
10_Cuales son las condiciones para que un cuerpo este en equilibrio total.
Condición para que no halla momento de translación.
Las resultantes de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo es igual a cero.
∑ 𝐹2
⃗⃗⃗ = 0⃗
Condición del equilibrio condición para que no halla movimiento de
rotación.
La suma de los momentos de las fuerzas respecto de un punto del
cuerpo debe ser nulas.
∑ 𝑀2
⃗⃗⃗⃗⃗ = 0⃗
Primera condición del equilibrio:
Un cuerpo se encuentra en equilibrio cuando la fuerza resultante que actúa
sobre él es igual a cero”
S Fx = 0 ; S Fy = 0
Condition algebraica.
FR = F1 + F2 + F3 + F4..... + Fn
Condición gráfica.
Si la resultante de un sistema de vectores es nula, el polígono que se forma
será cerrado.
F1 + F2 + F3 + F4 = 0
Nota. Se representa a los vectores (F) con una barra encima. La letra normal
indica el módulo.
16. Conclusión
Como pudimos observar en este trabajo, las leyes formuladas por Isaac Newton
hacen más de tres mil años atrás, son los pilares fundamentales de la mecánica
y la física, los cuales siguen siendo mucho más que vigentes hoy en día. Cabe
recalcar que aun después de tanto tiempo estas tres leyes sigan siendo tema
constante entre los científicos de la actualidad, los cuales siguen haciendo
contribuciones a su mejoramiento. Estos principios son la base del movimiento;
se encuentran siempre a nuestro alrededor y entramos constantemente en su
uso sin siquiera darnos cuenta. Están en nuestra vida, lo han estado siempre y
lo Cada vez que se aplica una fuerza sobre un seguirán estando, han cuando ni
siquiera nos demos objeto, este a su vez tiende siempre a cuenta de su
importancia. Contrarrestar con una fuerza de igual magnitud, como se muestra
en ej. Con la acción del rose de una caja, o en el ej. Con la fuerza ejercida hacia
la pared. Esto mismo a du vez puede representarse con el ejemplo de un auto
que, al ejercer una fuerza al espacio, se le contrapone otra de igual magnitud.
