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Las Leyes de Newton

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David S

on 14 May 2014

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Transcript of Las Leyes de Newton

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¿Porque la luna no se cae?
Leyes de Newton
Newton fue un gran creativo del cálculo y la naturaleza de la luz, los principios de la fuerza de gravedad y del movimiento planetario. En el ámbito del estudio de la óptica, explicó los defectos del telescopio creado hasta la época (1672) y propuso las Teorías Ondulatoria de la Luz y la Teoría Corpuscular. Fue el creador de las tres leyes del Movimiento que son:

1
."Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o movimiento, mientras una fuerza no actúe sobre él".
2
."Los cambios que experimenta la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y tienen lugar en la dirección de ella".
3
."Cada acción tiene una reacción igual y opuesta."

Otros aportes significativos de Isaac Newton fue el inventó del Telescopio de Reflexión y estableció las Leyes del Movimiento, descubrió la Ley de la Gravedad. Explicó científicamente como los objetos se atraen entre sí. Llego a sacar las siguientes conclusiones después de realizar sus múltiples experimentos:

1
."Todo objeto en el Universo atrae a todos los demás con una fuerza llamada: GRAVEDAD.
2.
"La atracción de la Gravedad de la Tierra sobre un objeto es el peso de ese objeto.
3
."Mientras mayor sea la masa de un objeto, mayor será su atracción que ejerza sobre los demás."
4
."Mientras mayor sea la distancia entre dos objetos, menor será la atracción gravitacional entre ellos."
5
."La gravedad controla y mantiene en orden a todos los cuerpos celestes que Dios colocó en el Universo."
6
."La gravedad mantiene a los planetas en su lugar y control sus movimientos".

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1ª Ley de Newton o ley de la inercia

Un cuerpo permanecerá en un estado de reposo o de movimiento uniforme, a menos de que una fuerza externa actúe sobre él.
La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).
Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el observador que describa el movimiento.
Así, ejemplo, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento.

Leyes de kepler
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La Luna esta continuamente cayendo. Su velocidad es tan grande que logra seguir la curvatura de la Tierra y por lo tanto nunca cae de manera de chocar con esta. Este mismo principio se usa en los satélites artificiales, los cuales funcionan igual que la Luna. Para lanzar un satélite en órbita, el mismo debe ser lanzado con una velocidad fijada de manera que su trayectoria logre curvarse a la par que lo hace la Tierra, y de este modo mantenerse en órbita constantemente.

Historia
1ª Ley de Kepler
Isaac Newton
Física

Los planetas describen órbitas elípticas estando el Sol en uno de sus focos

Kepler5.gif (2812 bytes)

r1 es la distancia más cercana al foco (cuando q=0) y r2 es la distancia más alejada del foco (cuando q=p).

Una elipse es una figura geométrica que tiene las siguientes características:
Semieje mayor a=(r2+r1)/2
Semieje menor b
Semidistancia focal c=(r2-r1)/2
La relación entre los semiejes es a2=b2+c2
La excentricidad se define como el cociente e=c/a=(r2-r1)/(r2+r1)
Leyes de Newton
2ª Ley de Newton


Cualquier variación del movimiento es proporcional a la fuerza que la produce y tiene lugar en la dirección en que dicha fuerza actúa, siendo el aumento o la disminución de la velocidad proporcional a la misma
”. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:F = m . a

Otra forma de expresarla es: “
Cuando se aplica una fuerza a un objeto, éste se acelera en la dirección de la fuerza. La aceleración es directamente proporcional a la intensidad de la fuerza e inversamente proporcional a la masa
” a = F / m

Por ejemplo, si tenemos dos automóviles iguales, y uno es tirado por un hombre y el otro por un caballo (dos fuerzas distintas), el segundo va a adquirir mayor aceleración, comprobando que la aceleración es directamente proporcional a la fuerza: a mayor fuerza, mayor aceleración. Por el contrario, si tenemos dos caballos iguales (igual fuerza), el primero tira de un auto más pequeño que el segundo (distintas masas), el primero adquirirá mayor aceleración, concluyendo que la masa es un término que se utiliza para cuantificar la inercia. Así entre dos cuerpos a los que se les aplica una misma fuerza se acelerará más aquél que posea menos masa (presenta una oposición menor a cambiar su estado de movimiento). Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido. Nota: La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es válida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es válida la relación F = m • a.


Leyes de Newton
3ª Ley de Newton
A toda acción corresponde una reacción en igual magnitud y dirección pero de sentido opuesto.
Tal como comentamos en al principio de la Segunda ley de Newton las fuerzas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.
La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.
Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba.
Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros también nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros.
Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre si, puesto que actúan sobre cuerpos distintos.

2ª Ley de Kepler
Un planeta recorre áreas iguales en tiempos iguales.

Área A1 = Área A2

La velocidad del planeta no es uniforme, siendo mayor en el perigeo que en el apogeo. Esta diferencia de velocidades, como demostró Newton, es debida a la atracción que la masa del Sol ejerce sobre la masa del planeta, (o la masa de la Tierra sobre la del satélite) por lo que al estar el planeta próximo al Sol aumenta la atracción y su velocidad es mayor.


3ª Ley de Kepler
El cuadrado del período de revolución de cada planeta es proporcional al cubo de la distancia media del planeta al Sol.La tercera ley permite deducir que los planetas más lejanos al Sol orbitan a menor velocidad que los cercanos; dice que el período de revolución depende de la distancia al Sol.

Pero esto sólo es válido si la masa de cada uno de los planetas es despreciable en comparación al Sol. Si se quisiera calcular el período de revolución de astros de otro sistema planetario, se debería aplicar otra expresión comúnmente denominada tercera ley de Kepler generalizada.

Esta ley generalizada tiene en cuenta la masa del planeta y extiende la tercera ley clásica a los sistemas planetarios con una estrella central de masa diferente a la del Sol.
¿Cómo son posible los viajes a la luna y que fuerzas actúan?
se deben tener en cuenta los siguientes factores: la ventana de lanzamiento, la velocidad inicial y el ángulo de elevación, ya que de ellos dependerá la duración del vuelo, así como el momento y el lugar de llegada a la Luna, pudiendo ser este una zona oscura o iluminada dependiendo de la fase lunar.

¿Por qué los viajes a la luna no se hacen en línea recta, y si fuera así que pasaría?
Ley de gravitación universal
La Gravitación Universal predice que la fuerza ejercida entre dos cuerpos de masas m_{1} y m_{2} separados una distancia r es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, es decir:



donde
F
es el módulo de la fuerza ejercida entre ambos cuerpos, y su dirección se encuentra en el eje que une ambos cuerpos.
G
es la constante de la Gravitación Universal.

Es decir, cuanto más masivos sean los cuerpos y más cercanos se encuentren, con mayor fuerza se atraerán.

El valor de esta constante de Gravitación Universal no pudo ser establecido por Newton, que únicamente dedujo la forma de la interacción gravitatoria, pero no tenía suficientes datos como para establecer cuantitativamente su valor. Únicamente dedujo que su valor debería ser muy pequeño. Sólo mucho tiempo después se desarrollaron las técnicas necesarias para calcular su valor, y aún hoy es una de las constantes universales conocidas con menor precisión. En 1798 se hizo el primer intento de medición(véase el experimento de Cavendish) y en la actualidad, con técnicas mucho más precisas se ha llegado a estos resultados:



en unidades del Sistema Internacional.
Un vuelo directo, supone un ahorro considerable en combustible, pero también aumenta la posibilidad de que la nave efectúe la salida de la atmósfera con errores de dirección o velocidad, que puedan hacer fracasar la misión.

Por lo tanto es indispensable realizar el viaje de forma que rodee la orbita lunar hasta llegar al punto del alunizaje si se desea aterrizar en una zona especifica de la luna.
Esquema de vuelo a la luna con faces:
a)Propulsor,
b)Módulo lunar,
1)Perigeo,
2)ventana de lanzamiento,
3)Apogeo,
4)Equilibrio de gravedades,
A)Despegue,
B)LOR,
C)Trayecto,
D)Orbita en la luna,
E)Alunizaje,
F)Impacto directo,
G)Regreso,
H)Rotación terrestre
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