domingo, 4 de diciembre de 2011

caratula de fisica


UNIVERSIDAD CATOLICA DE CUENCA



FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

INTEGRANTES:

KLEVER TENEZACA

CHAYANNE GONZALEZ PEREIRA

CURSO

SEGUNDO “A”

PROFESOR

ING. JUAN CARLOS COBOS

TEMA

BLOGGER DE FÍSICA (SEGUNDO TRIMESTRE)

leyes de newton

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 dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos.
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.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE LAS LEYES
El primer concepto que maneja Newton es el de masa, que identifica con "cantidad de materia".

Newton asume a continuación que la cantidad de movimiento es el resultado del producto de la masa por la velocidad.

En tercer lugar, precisa la importancia de distinguir entre lo absoluto y relativo siempre que se hable de tiempo, espacio, lugar o movimiento.

En este sentido, Newton, que entiende el movimiento como una traslación de un cuerpo de un lugar a otro, para llegar al movimiento absoluto y verdadero de un cuerpo compone el movimiento de ese cuerpo en el lugar en que se lo considera, con el movimiento del lugar mismo en otro lugar en el que esté situado, y así sucesivamente, paso a paso, hasta llegar a un lugar inmóvil, es decir, al sistema de referencias de los movimientos absolutos.

De acuerdo con esto, Newton establece que los movimientos aparentes son las diferencias de los movimientos verdaderos y que las fuerzas son causas y efectos de estos. Consecuentemente, la fuerza en Newton tiene un carácter absoluto, no relativo.

Estas leyes enunciadas por Newton y consideradas como las más importantes de la mecánica clásica son tres: la ley de inercia, relación entre fuerza y aceleración, y ley de acción y reacción.

Newton planteó que todos los movimientos se atienen a estas tres leyes principales formuladas en términos matemáticos. Un concepto es la fuerza, causa del movimiento; otro es la masa, la medición de la cantidad de materia puesta en movimiento; los dos son denominados habitualmente por las letras F y m.

PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA INERCIA


En esta primera ley, Newton expone que “Todo cuerpo tiende a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas ejercidas sobre él”.

Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza neta sobre él. 

Newton toma en cuenta, sí, que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva.



SEGUNDA LEY DE NEWTON O LEY DE ACELERACIÓN O LEY DE FUERZA



La segunda ley del movimiento de Newton dice que “Cuando se aplica una fuerza a un objeto, éste se acelera. Esta aceleración es en dirección a la fuerza neta, y su magnitud es proporcional a la magnitud de la fuerza neta e inversamente proporcional a la masa del cuerpo”.

La segunda ley se refiere a la relación de causa a efecto entre fuerzas y movimiento. Relaciona la aceleración, la desviación del equilibrio, con la fuerza neta impresa al cuerpo y a su masa.  

Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección.

En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos.

Ejemplo: Si un carro de tren en movimiento con una carga, se detiene súbitamente sobre sus rieles, porque tropezó con un obstáculo, su carga tiende a seguir desplazándose con la misma velocidad y dirección que tenía en el momento del choque.

Otro ejemplo puede ser: una pelota de fútbol impulsada con una velocidad determinada hacia arriba seguiría en esa misma dirección si no hubiesen fuerzas que tienden a modificar estas condiciones.

Estas fuerzas son la fuerza de gravedad terrestre que actúa de forma permanente y está representada por las pesas en el dibujo, y que son las que modifican la trayectoria original. Por otra parte, también el roce del aire disminuye la velocidad inicial.



EJERCICIO CON DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE






 
TERCERA LEY DE NEWTON O LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN


Enunciada algunas veces como que "para cada acción existe una reacción igual y opuesta".

En términos más explícitos: 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.

Dicho de otra forma, las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta.

Este principio presupone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en el espacio, y en su formulación original no es válido para fuerzas electromagnéticas puesto que estas no se propagan por el espacio de modo instantáneo sino que lo hacen a velocidad finita "c".



aplicacion de las leyes de newton


APLICACIONES DE LAS LEYES DE NEWTON

Una vez estudiadas las tres leyes de newton hay ciertos factores que intervienen en las aplicaciones de aquellas leyes como lo son la fuerza de rozamiento.

 FUERZA DE ROZAMIENTO

El rozamiento, generalmente, actúa como una fuerza aplicada en sentido opuesto a la velocidad de un objeto. En el caso de deslizamiento en seco, cuando no existe lubricación, la fuerza de rozamiento es casi independiente de la velocidad. La fuerza de rozamiento tampoco depende del área aparente de contacto entre un objeto y la superficie sobre la cual se desliza.

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, un suelo rugoso.

Fr = us·N       Fr = uk·N      

Donde m es lo que conocemos como coeficiente de rozamiento.
Hay dos coeficientes de rozamiento: el estático, us, y el cinético, uk, siendo el primero mayor que el segundo:

us > uk


Cuando aplicamos las leyes de Newton a un cuerpo, sólo estamos interesados en aquellas fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo.


Cuando una caja está en reposo sobre una mesa, las fuerzas que actúan sobre el aparato son la fuerza normal, n, y la fuerza de gravedad, w, como se ilustran. La reacción a n es la fuerza ejercida por la caja sobre la mesa, n'. La reacción a w es la fuerza ejercida por la caja sobre la Tierra, w'.

En otro ejemplo se tiene una caja que se jala hacia la derecha sobre una superficie sin fricción, como se muestra en la figura de la izquierda.
         

En la figura de la derecha se tiene el diagrama de cuerpo libre que representa a las fuerzas externas que actúan sobre la caja.

Cuando un objeto empuja hacia abajo sobre otro objeto con una fuerza F, la fuerza normal n es mayor que la fuerza de la gravedad. Esto es, n = w + F.



En otro ejemplo se tiene un peso w suspendido del techo por una cuerda de masa despreciable. Las fuerzas que actúan sobre el peso son la gravedad, w, y la fuerza ejercida por la cadena, T. Las fuerzas que actúan sobre la cuerda son la fuerza ejercida por el peso, T', y la fuerza ejercida por el techo, T''.
      
ESQUEMA CON DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE


 

TRABAJO
Se dice que el trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo es la energía necesaria para desplazar un cuerpo, el trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra W, su unidad es el  joule (J) en el Sistema Internacional de Unidades.
Un joule es la cantidad de trabajo hecha por una fuerza de un newton al actuar a lo largo de una distancia en dirección del desplazamiento.
Cuando una fuerza constante F actúa en la misma dirección que el desplazamientos, el trabajo realizado por la fuerza es:




Para que exista trabajo debe tener dos condiciones necesarias:
Ø  El trabajo necesita la acción de una fuerza, sin fuerza no existe el trabajo.

Ø  La aplicación de una fuerza es condición necesaria, pero no suficiente para el trabajo. El trabajo se hace solo si hay un desplazamiento del punto de aplicación de la fuerza, y solo si el desplazamiento tiene alguna componente a lo largo de la línea de acción de la fuerza.



TRABAJO CON FUERZA CONSTANTE.
El trabajo W hecho por una fuerza constante es la energía necesaria para mover un objeto a cierta distancia, es el producto entre la fuerza, la distancia total recorrida y el coseno del ángulo que forma  entre la dirección de la fuerza y la dirección del movimiento del cuerpo como se muestra en la siguiente figura.




 Donde F es el módulo de la fuerza, d es el desplazamiento y α es el ángulo que forman entre sí el vector fuerza y el vector desplazamiento.

TRABAJO TOTAL

Cuando el vector fuerza es perpendicular al vector desplazamiento del cuerpo sobre el que se aplica, dicha fuerza no realiza trabajo alguno. Asimismo, si no hay desplazamiento, el trabajo también será nulo.
Pues así el trabajo total se calcula sumando los trabajos efectuados por cada fuerza, o también calculando el trabajo efectuado por la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo.


ENERGIA.

Energía se define como la capacidad de hacer trabajo.
Un sistema puede tener energía mecánica como consecuencia de su posición, su estructura interna o su movimiento. También hay otras formas de energía además de la mecánica, por ejemplo, química, eléctrica, nuclear y térmica.

ENERGIA CINETICA.

La energía cinética de un cuerpo es la capacidad de un cuerpo para efectuar  trabajo en virtud su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada, depende de la masa y la rapidez de la partícula.
Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su velocidad.


TEOREMA DE TRABAJO Y ENERGIA

Ya definimos anteriormente que el producto de la fuerza por el desplazamiento, es el trabajo efectuado por la fuerza neta F, es decir es igual al trabajo  total efectuado por todas las fuerzas que actúan sobre la partícula llamamos a esta cantidad la energía cinética K de la partícula:

Pues en relación a la ecuación anterior podemos decir que el trabajo efectuado por la fuerza neta que actúa sobre una partícula es igual al cambio de la energía cinética de una partícula es igual al trabajo neto efectuado sobre el cuerpo o la partícula.



TRABAJO  CON FUERZAS VARIABES

Si una fuerza variable F está moviendo a un objeto a lo largo del eje x desde una posición inicial a otra final, ya no se puede usar la expresión anterior para calcular el trabajo realizado por la fuerza. En este caso se puede hacer que él.

Cuerpo experimente pequeños desplazamientos dx, entonces la componente Fx de la fuerza en la dirección del desplazamiento se puede considerar aproximadamente constante en ese intervalo dx y se puede calcular un trabajo dW en ese pequeño desplazamiento como:

DW = Fx dx.


TRABAJO REALIZADO  POR UN RESORTE

Un sistema físico común en el que la fuerza varía con la posición, es el de un cuerpo conectado a un resorte. Si el resorte, orientado en dirección del eje x, se deforma desde su configuración inicial, es decir se estira o se comprime, por efecto de alguna fuerza externa sobre el resorte, instantáneamente actúa una fuerza F producida por el resorte contra el objeto que ejerce la fuerza externa, cuya magnitud es:

F = - k x

Donde x es la magnitud del desplazamiento del resorte desde su posición no deformada en x = 0 y k una constante positiva, llamada constante de fuerza del resorte, que es una medida de la rigidez del resorte. Esta ecuación se llama Ley de Hooke, y es válida para pequeños desplazamientos, ya que si el resorte se estira demasiado, puede deformarse y no recuperar su forma original.

El signo negativo indica que la dirección de esta fuerza es siempre opuesta al desplazamiento, como se ilustra en la figura  donde F representa la fuerza producida por el resorte.




LEY DE HOOKE

Cuando un objeto se somete a fuerzas externas, sufre cambios de tamaño o de forma por lo tanto la cantidad de estiramiento o de comprensión (cambio de longitud), es directamente proporcional a la fuerza aplicada.

F = K x
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