Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Magnitudes Físicas, Leyes de Newton

No description
by

bruno peñaranda

on 1 June 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Magnitudes Físicas, Leyes de Newton

Magnitudes Físicas
Magnitud física masa
La masa es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo. Es una propiedad intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional.
Notación
Es una magnitud escalar.
Notación
La fuerza es una magnitud vectorial que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas .
Magnitud física fuerza
La fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.
Notación
Es una Magnitud vectorial extensiva.
Por ser una fuerza, el peso se representa como un vector, definido por su módulo, dirección y sentido, aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra.

Tipos de fuerza
El peso es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto. El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo, originada por la acción del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo. Se representa por un vector P dirigido verticalmente hacia el centro del planeta (hacia abajo)
Leyes de Newton
Patrón de un kilogramo
Unidad en el SI

La unidad utilizada para medir
la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg).

Aplicación de la fuerza
Unidad en el SI
En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de fuerza es el newton que se representa con el símbolo: N , nombrada así en reconocimiento a Isaac Newton por su aportación a la física, especialmente a la mecánica clásica. El newton es una unidad derivada que se define como la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1 m/s² a un objeto de 1 kg de masa.
Fuerza de

Peso (P)
Fórmula
Fuerza Normal (N)
Es la fuerza de reacción de un plano sobre un cuerpo apoyado en él. Siempre es perpendicular al plano y no siempre es igual al peso.
Fórmula para conocer el peso, que es:
P = m • g
¿Cómo se dibuja su vector?
Esta es una de las forma de como dibujar el vector del peso
.
Fuerza de Tensión (T)
Es la fuerza ejercida sobre un cuerpo a través de una cuerda, en cualquier punto de ella, considerada de masa despreciable e inextensible. Siempre está dirigida hacia afuera del cuerpo.
Leyes de Newton
Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del movimiento de Newton,son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica, en particular, aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo.

Constituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física clásica en general. Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden verse como axiomas, Newton afirmó que estaban basadas en observaciones y experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones más básicas. La demostración de su validez radica en sus predicciones... La validez de esas predicciones fue verificada en todos y cada uno de los casos durante más de dos siglos.

En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:

Por un lado, constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la mecánica clásica;
Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.

Así, las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas.

Su formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en 1687 en su obra Philosophiae Naturalis Principia
Fuerza elástica
La fuerza elástica es la ejercida por objetos tales como resortes, que tienen una posición normal, fuera de la cual almacenan energía potencial y ejercen fuerzas.
¿cómo se dibuja su vector?
De esta forma se puede dibujar el vector de la tensión.
¿cómo se dibuja su vector?
Fuerza de roce (fr)
Es la fuerza que aparece entre dos superficies de contacto. El sentido de dicha fuerza es de sentido opuesto al movimiento. 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.
Primera ley de Newton o ley de la inercia
La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que:

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.
Fórmula

La magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contacto es proporcional a la normal entre los dos cuerpos, es decir:
Fr = m·N
¿cómo se dibuja su vector?
Fórmula
La fuerza elástica se calcula como:

F = - k ΔX

ΔX = Desplazamiento desde la posición normal
k = Constante de elasticidad del resorte
F = Fuerza elástica
¿cómo se dibuja su vector?
Segunda ley de Newton o ley de fuerza
Tercera ley de Newton o principio de acción y reacción
Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: quiere decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.
Fuerzas
La segunda ley del movimiento de Newton dice:

El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.
Isaac Newton (25 de diciembre de 1642–20 de marzo de 1727) fue un físico, filósofo, teólogo, inventor, alquimista y matemático inglés, autor de los Philosophiae naturalis principia mathematica, más conocidos como los Principia, donde describió la ley de la gravitación universal y estableció las bases de la mecánica clásica mediante las leyes que llevan su nombre. Entre sus otros descubrimientos científicos destacan los trabajos sobre la naturaleza de la luz y la óptica (que se presentan principalmente en su obra Opticks) y el desarrollo del cálculo matemático.
Torque o Momento de una fuerza
Diferencia entre una partícula y un cuerpo rígido
Diagrama de cuerpo libre (DCL)
Un diagrama de cuerpo libre es una representación gráfica utilizada a menudo por físicos e ingenieros para analizar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo libre. El diagrama de cuerpo libre es un elemental caso particular de un diagrama de fuerzas.
La partícula puede ser cualquier objeto que en comparación con otro resulta ser muy pequeño un ejemplo de esto es la luna que en comparación del sol resulta una partícula

Además una partícula puede tener 3 tipos de movimiento el traslacional, el rotacional, y el vibracional

un cuerpo rígido es un conjunto de muchas partículas en la cual todas las partículas no deben vibrar y deben trasladarse a la misma velocidad


Ejemplo. Construya el DCL para el siguiente sistema:

Diagramas de Cuerpo Libre I





La partícula de interés para éste caso es el bloque de masa m, pero para el caso, las fuerzas concurren en un mismo punto, el nodo que une las tres cuerdas de la figura.

Entonces, el origen de coordenadas se situará en ése punto.

Las fuerzas que actúan son: la tensión de la cuerda A (Ta), la tensión de la cuerda B (Tb) y el peso w del bloque de masa m.








Diagramas de Cuerpo Libre I
Ejemplo de DCL para un cuerpo rígido
Cuando se aplica una fuerza en algún punto de un cuerpo rígido, dicho cuerpo tiende a realizar un movimiento de rotación en torno a algún eje.
Ahora bien, la propiedad de la fuerza aplicada para hacer girar al cuerpo se mide con una magnitud física que llamamos torque o momento de la fuerza.

Entonces, se llama torque o momento de una fuerza a la capacidad de dicha fuerza para producir un giro o rotación alrededor de un punto.
En el Sistema Internacional de Unidades la unidad se denomina newton metro o newton-metro, indistintamente. Su símbolo debe escribirse como N m o N•m (nunca mN, que indicaría milinewton).
unidad en el SI
Fórmula
la fórmula es
M = F • d




donde M es momento o torque

F = fuerza aplicada

d = distancia al eje de giro

El torque se expresa en unidades de fuerza-distancia, se mide comúnmente en Newton metro (Nm).

Si en la figura de la izquierda la fuerza F vale 15 N y la distancia d mide 8 m, el momento de la fuerza vale:
M = F • d = 15 N • 8 m = 120 Nm

La distancia d recibe el nombre de “brazo de la fuerza”.
Cuando se ejerce una fuerza F en el punto B de la barra, la barra gira alrededor del punto A. El momento de la fuerza F vale M = F • d
Condiciones de Equilibrio para un Cuerpo Rígido
Consideremos un cuerpo rígido plano m y sean F1,F2,...FN, N fuerzas coplanares que actúan sobre él. Sea “O” el origen de cualquier sistema de referencia inercial tal que el plano x-y coincide con el plano de acción de las fuerzas, de tal forma que en ese S.R.,T2,TN,son las posiciones de los puntos de aplicación de las N fuerzas y:






Se dice que el cuerpo rígido m se encuentra en equilibrio cuando se cumple:

a) Condición para el equilibrio de Traslación:


Þ


b) Condición para el equilibrio de Rotación:
Esta es un de las formas de dibujar el vector de fuerza Normal (N)
Full transcript