INSTITUCION EDUCATIVA TECNICA OCCIDENTE C. N. FISICA- GUIA _10_ DINAMICA I

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C. N. FISICA- GUIA _10_ DINAMICA I
La dinámica se fundamenta en las leyes o
postulados establecidos por Isaac newton
a quien se le conoce como el padre de la
dinámica, dichas leyes son:
1. Ley de la Inercia
2. Ley del movimiento (dinámica)
3. Ley de la acción – reacción
Ley de la inercia: “Todo cuerpo tiende a
permanecer en estado de reposo relativo
o movimiento rectilíneo uniforme (con
velocidad constante) siempre y cuando no
haya una fuerza externa que le haga
cambiar ese estado.
Fr
La esfera debe permanecer con V
constante pero debido al rozamiento (F.
externa) el cuerpo se detiene.
Ley de acción – reacción: “A toda
acción se opone siempre una reacción
igual y de sentido contrario”. También se
puede definir: “Si un cuerpo A ejerce una
fuerza (acción) sobre un cuerpo B,
entonces simultáneamente el cuerpo B
ejerce una fuerza (reacción) sobre el
cuerpo A, con la misma magnitud pero
sentido contrario”.
En fórmula: (vectores):
FBA = - FAB
Ejemplos de esta ley tenemos: el martillo ejerce
fuerza sobre la puntilla y esta ejerce la misma
fuerza en sentido contrario sobre el martillo; un
cuerpo suspendido (colgando) de una cuerda
ejerce fuerza sobre ella y la cuerda ejerce la
misma fuerza sobre el cuerpo; los gases que
expulsa un cohete ejercen fuerza sobre él
haciendo que se impulse en sentido contrario; el
funcionamiento de las hélices de un avión o de
un barco son ejemplos de acción y reacción.
¿Qué otros ejemplos puedes dar?
EJERCICIO: Estudiantes halando de una cuerda
Ley de movimiento: mediante esta ley
se define el concepto de fuerza que es la
causa por la cual un cuerpo se mueve o se
detiene y matemáticamente se expresa:
F = m*a
donde f= fuerza, m= masa y
a= aceleración del cuerpo.
Las unidades de fuerza en los sistemas
utilizados son:
M. K. S.
C. G. S.
INGLES
F=m*a
F=m*a
F=m*a
F=kg*m
F=g*cm
F=lb*pie
S2
S2
S2
Newton
dina
poundal
Muchas veces se confunde masa con peso por
lo siguiente: existe una unidad de peso que
tiene casi el mismo nombre que una unidad de
masa (El kilogramo-fuerza y el kilogramo-masa).
Por ejemplo, a 45º de latitud y al nivel del mar,
un cuerpo de masa de 1kg, pesa 1 kg-f, un
cuerpo de 5 kg pesa 5 kg-f, etc. O sea, que el
número que mide el peso de un cuerpo en kg-f
es el mismo que mide la masa en kg, pero
únicamente en la misma latitud. En otros lugares
de la tierra el peso cambia por las variaciones
de la gravedad, pero la masa sigue siendo la
misma.
La masa de un cuerpo se define como la inercia
del cuerpo y se mide con balanzas y el peso se
mide con dinamómetros. (ya averiguaste que
es un dinamómetro).
FUERZAS MECANICAS ESPECIALES
EL PESO (P): Es la fuerza que ejerce la tierra o
planetas sobre los cuerpos, debida a la
atracción gravedad.
Fórmula:
P = m*g
Es una fuerza que está dirigida siempre hacia el
centro de la tierra y sus unidades son: Newton,
dinas, poundal, etc…
- Sobre un cuerpo que cae libremente solo actúa
su peso mg.
- Cuerpo en plano horizontal y plano inclinado.
FUERZA NORMAL (N): Es la fuerza ejercida por la
superficie sobre un cuerpo apoyado en ella.
La fuerza normal es siempre perpendicular a la
superficie.
TENSIÓN (T): Es la fuerza ejercida por una cuerda,
considerada de masa despreciable, sobre un cuerpo
suspendido o ligado a ella.
NATURALEZA DE LAS FUERZAS
Todas las interacciones conocidas están
enmarcadas por tres tipos de fuerzas: fuerzas
gravitacionales (como el peso), fuerzas
electromagnéticas (como las elásticas, normal,
tensión, rozamiento) y fuerzas nucleares.
Es importante notar que estas diferentes
fuerzas, en sentido estricto y cualquiera que sea
su naturaleza, se producen sin que haya
contacto entre los cuerpos, por esta razón se
denominan FUERZAS A DISTANCIA.
A trabajar:
RELACION ENTRE NEWTON Y DINAS
EJERCICIOS Y PROBLEMAS - OJO
Estos ejercicios te servirán de repaso de que
ya hemos visto. NO son para hacerlos en
clase.
1N=kg*m * 1000g * 100cm =
S2
1Kg
1m
1. Resuelva los ejercicios de la guía que están
en la página anterior.(NO)
1N = 100 000 dinas = 105 dinas
El Kilogramo-fuerza: Es la fuerza con que la
tierra atrae a una masa de 1 kilogramo. 1Kgf =
9.8 Newton
El gramo-fuerza:Es la fuerza con que la tierra
atrae una masa de 1 gramo. 1Grf = 980 dinas.
DIFERENCIA ENTRE MASA Y PESO
2. ¿Cuál es la masa de un cuerpo en el cual una
fuerza de 800 N le transmite una aceleración de
20 m/s2?
3. Sobre un cuerpo cuya masa es de 36 000 g,
actúa una fuerza de 72 N. ¿Qué aceleración
experimenta?
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4. Calcula la fuerza que aplicada a un cuerpo de
1.2 x102 Kg que se encuentra en reposo, le
hace recorrer una distancia de 400 m en 10
segundos.
5. Una masa de 5 g esta inicialmente en reposo.
Se le aplica una fuerza constante y se observa
que cuando la masa se desplaza una distancia
de 25 cm a partir de su posición de reposo tiene
una velocidad de 50 m/s
¿Cuál es el valor de la fuerza?
¿Cuánto tiempo tarda la masa en recorrer los 25
cm?
6. Un automóvil tiene una masa de 1.5 x103 Kg
y su velocidad inicial es de 60 Km/h. Cuando el
conductor aplica los frenos adquiere una
desaceleración constante y el auto se detiene
en 1.2 minutos. Determine la fuerza aplicada al
automóvil por los frenos.
7. Una bala lleva una velocidad de 3.6 x10 4
cm/s, e incide sobre un bloque de madera,
penetrando a una profundidad de 10 cm. La
masa de la bala es de 1.8 gramos .¿Qué tiempo
será necesario para que la bala se detenga?
¿Cuál es la fuerza desaceleradora en dinas?
8. ¿Cuánto pesa en el sol un cuerpo de 100 Kg
de masa?
La gravedad del sol es de 274.4 m/s2.
9. Si la gravedad en la luna es de 1.67 m/s 2
¿Cuánto pesaría el cuerpo anterior en ella?
10. La velocidad de un automóvil aumenta de 30
a 60 m/s en 5 seg bajo la acción de una fuerza
resultante de 1150 N ¿Cuál es la masa del
auto? ¿Cuál es su peso?.
11. Se aplica una fuerza constante de 10 N a un
cuerpo de 5 Kg durante 3 seg ¿Cuál es la
aceleración del cuerpo? ¿Qué distancia recorre?
12. Un objeto de masa 5 Kg tiene una
aceleración de 8 m/s2 en la dirección X y una
aceleración de 6 m/s2 en la dirección Y. Cuál es
la fuerza total que actúa sobre él.
13. Una fuerza de 6 N empuja un cuerpo de 3
Kg de masa. Cuál es la aceleración del cuerpo?
¿Qué distancia recorre el cuerpo en 10 seg si
parte del reposo?
Respuestas a problemas de Dinámica I:
2) 40 Kg
3) 2 m/seg2
4) 960 N
5) 25 N, 0.01 seg.
6) 347.2221 N (corregir m= 1.5x103 Kg)
7) 5.5555x10-4 seg,
Fdesaceleradora = 116 640 000 dinas = 1
166.4 N
8) 27 440 N
9) 167 N
10) 191.66 Kg, 1 878.33 N
11) 2 m/seg2, x= 9 m
12) La aceleración se halla por
Pitágoras: a= 10 m/seg2, F= 50N
13) 2 m/seg2, 200 m.
Estos son los pasos para resolver problemas de
plano inclinado, de cuerpos unidos con cuerdas,
y en movimiento calcularemos su aceleración,
utilizando vectores de fuerzas normal (N),
tensión (T), peso (P), rozamiento (Fk), etc.
TENGA EN CUENTA LOS SIGUIENTES
PASOS,
PARA
RESOLVER
LOS
PROBLEMAS:
1) Leer bien el problema para interpretarlo
adecuadamente.
2) Escribir los datos y las incógnitas.
3) Hacer
fenómeno.
un
esquema
representando
el
4) Escoger los ejes cartesianos.
5) Verificar si el problema es con rozamiento o si
se desprecia.
6) Indicar la dirección del movimiento con  y
la letra “a” encima, de aceleración.
7) Hacer sumatoria de fuerzas que estén en dirección
de “X” ,
 F = F1x + F2x + F3x … = m*a
y sumatoria de fuerzas en dirección de “Y”,
 F = F1y + F2y + F3y … = m*a
8) la  F = m*a si el movimiento es en esa
dirección.
y la  F = 0 si no hay movimiento en esa
dirección.
9) En algunos problemas tendrá datos como m,
X, t para hallar F. Donde m=masa, X=distancia y
t= tiempo.
La aceleración se halla con fórmulas del M.U.A.
ya estudiado.
10) En otros problemas le darán F, m, X, o t
para hallar t=? o X=?, en este caso halle la
aceleración con F= m*a.