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La Dinámica y Leyes De Newton

¿QUÉ ES LA DINAMICA?
La dinámica es la parte de la física que se encarga del estudio de las causas que provoca el movimiento de los cuerpos. A estas se las llama FUERZAS y las leyes que regulan este fenómeno (movimiento) se llaman LEYES DE NEWTON.

>>PRIMERA LEY DE NEWTON (Ley de la inercia):
"Todo cuerpo permanece en estado de reposo o moviéndose a menos que exista un agente externo que altere dicho estado."

>>SEGUNDA LEY DE NEWTON (LEY DE LA PROPORCIONALIDAD):
"La aceleración que adquiere un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que se le aplica y en la misma dirección que ésta."

Esta segunda ley tiene asociada una expresión simbólica a la que identificamos como formula de la segunda ley de Newton.

F=Fuerza en N
m=Masa en kg
a=Aceleración en m/s2

>>TERCERA LEY DE NEWTON (LEY DE ACCION-REACCION):
"A toda acción corresponde una reacción de igual magnitud de direcciones opuestas aplicada a cuerpos diferentes."

>>Es aplicada a cuerpos diferentes

Acción(F)->cuerpo(masa)
Reacción
<-
cuerpo que aplica la fuerza(Acción)


Para este tema es muy importante distinguir dos conceptos que normalmente suelen confundirse, los cuales son MASA y PESO.

La masa(m): Es la cantidad de materia que poseen los cuerpos, que mide una propiedad de la materia llamada INERCIA y que consiste en conservar el estado de movimiento que los cuerpos tiene. Su unidad de medida es el kg en el S.I.U.

El peso(kg):
Es la fuerza con la que la tierra hala los cuerpos hacia su centro con una fuerza llamada gravedad que es debida a la cantidad de masa que los cuerpos tienen, de acuerdo con la ley de la gravitación universal. Su unidad de medida es el Newton y se relaciona con la masa a treves de la segunda ley de Newton.


w=Peso en Newton
m=Masa en kg
g=Aceleración de la gravedad=9.8


LEY DE LA GRAVITACION UNIVERSAL

"Todo objeto en el universo que posea masa ejerce una atracción gravitatoria sobre cualquier otro objeto con masa, independientemente de la distancia que los separe, mientras más masa posean los objetos mayor será la fuerza de atracción, y paralelamente, mientras más cerca se encuentren entre si, será mayor esa fuerza."

>>FUERZA PARALELA(Fp)
Esta fuerza solo se da en los cuerpos sobre planos inclinados:














>>
FRICCION
(f)
Se llama fricción a la fuerza que se opone al movimiento de los cuerpos y que cumple con las llamadas leyes de la fricción las cuales dicen:

PRIMERA LEY:

"La fricción es independiente del tamaño de las superficies en contacto."

SEGUNDA LEY:
"La fricción depende de los materiales de los cuerpos en contacto"

TERCERA LEY:
"La fricción depende del grado de rugosidad de los cuerpos en contacto"
CUARTA LEY:
"La fricción es directamente proporcional a la fuerza normal"




El coeficiente de fricción
(µ) es una constante que depende de los materiales en contacto, se determina experimentalmente utilizando un plano inclinado de ángulo variable.

El coeficiente de fricción normalmente te lo dan en el problema pero cuando no sea así tienes que utilizar la siguiente formula para obtenerlo.



Para movimientos horizontales la fuerza normal (N) es justamente el peso del cuerpo:
Y para movimientos sobre un plano inclinado la fuerza normal (N) es:


Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA)

¿QUÉ ES ACELERACION?

>>
Es la magnitud que mide la tasa de variación de la velocidad respecto del tiempo.
>>
Es la rapidez de un objeto que adquiere durante el transcurso de su movimiento según el tiempo.
>>Es la variación de velocidad en un intervalo de tiempo.


¿QUÉ ES MRUA?
>>
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado, es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante.

¿COMO ES LA GRÁFICA (t,d) PARA MRUA?
En ellas se representa el espacio que se recorre, como una función que depende del tiempo.

CARACTERÍSTICAS DEL MRU Y MRUA


MRUA





 
 
TU DEBES DE VER QUÉ FORMULA USAR,

       DEPENDIENDO DE LOS VALORES QUE TENGAS.






EJEMPLO
Un auto parte del reposo y se mueve con aceleración de 4m/s2 durante 4s, durante los próximo 10 segundos se mueve de manera uniforme, se aplican los frenos y el auto des acelera a razón de 8m/s2 hasta que se detiene. Encontrar la distancia total recorrida y construya la gráfica t.v

Este problema es muy interesante ya que tiene la peculiaridad de ser  MRU Y MRUA al mismo tiempo. En la primera parte tenemos una aceleración, por lo tanto es MRUA, en la segunda parte la velocidad es constante, no hay aceleración por lo tanto es MRU, en la tercera parte hay una desaceleración o aceleración negativa, entonces es MRUA.

Delproblema1

Distancia total=d1+d2+d3
A continuación debemos ordenar los datos, analízalos!

Datos

Pon mucha ATENCION a lo que viene!
parte1mrua
Mucho Ojo: la velocidad final de la primera parte, se convierte en la velocidad inicial de la segunda parte, la cual permanece constante.
parte2mru

Mucho Ojo: la velocidad constante de la segunda parte, se convierte en la velocidad inicial de la tercera parte, y la velocidad final es = 0 ya que se detiene.

parte3mrua

Distancia total=32+160+16=208

 


EJERCICIOS
>> Un auto parte del reposo y se desplaza con aceleración de 1m/s2 durante 1s. Apaga el motor y el auto frena debido a la fricción durante 10s. con aceleración de -5cm/s2.
Entonces se aplican los frenos y el auto se detiene en 5seg más.

Calcular la distancia total recorrida por el auto.

>>Un avión al partir, recorre 600m en 1seg si suponiendo que la aceleración es constante.
Hallar la velocidad de despeje y la aceleración.

>>Un cohete parte del reposo con aceleración constante en 30seg y con una velocidad final de 588m/s. Hallar la aceleración y la distancia recorrida.

Concepto De Movimiento y Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

CONCEPTOS
>>Partícula: Es un punto material, sin estructura al que se asocia un cuerpo que se mueve.
Da clic en la imagen para verla mejor.

INTRODUCCION





Velocidad=Distancia/Tiempo
V=d/t
V=20m/10s
V=2m/s
GRAFICA

Debes de tomar como eje Y = Distancia y eje X= Tiempo

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME (MRU)
>>Características
-->Velocidad constante
-->Trayectoria recta
FORMULAS













EJEMPLO
Dos corredores se mueven en línea recta, inicialmente están separados por 20m, el más adelantado se mueve a 54km/hr y el otro a 72km/hr. Determinar el punto de encuentro y el tiempo en el que ocurre.

1-
Construir un esquema del problema planteado.

2-Convertir las unidades a metros/segundos.
Este paso solo se hace cuando hay velocidades con km/hr
-->Conversión de Va=54km/hr
-->Conversión de Vb=72m/hr

3-Hacer una tabla de tiempo(s) y otra de distancia(m) usando las formulas de MRU.
4-Realizar una gráfica para encontrar el punto de encuentro y el tiempo en que ocurre.
5-Verificar la respuesta con las formulas de MRU.
<<Resultado = 4s,80m>>
EJERCICIOS

1->>Dos ciudades están separadas en línea recta por 144km, simultáneamente parten de cada ciudad dos autos en la misma dirección con velocidades de 72km/hr y 90km/hr, de tal forma que siguiendo en línea recta ambos móviles se encuentren. Determinar el tiempo y la posición en la que ambos móviles se encuentran.

2->>
Determinar los puntos de encuentro y los tiempos de encuentro para:
a)-Ma y Mb
b)-Mb y Mc
c)-Ma y Mc
Cuando>>
  • Va=18m/s
  • Vb=12m/s
  • Vc=8m/s

Conceptos De Física I y Conversión De Unidades

¿QUÉ ES LA FÍSICA?

>>Es una ciencia fáctica.
>>Campo que estudia, los fenómenos:

--
Fenómeno: Hecho o acontecimiento que es percibido por nuestros sentidos.

--
Fenómeno Físico: Donde no se altera la constitución íntima de la materia.


CONCEPTOS


>
Medir: Comparar 'algo' que se quiere medir contra un patrón.
>
Magnitud: Es todo aquello que se puede medir.

Ejemplos de 'MAGNITUD':


>-Tiempo
>-Velocidad
>-Peso en Newton(Kg*9.8)
>-Masa(Kg)
>-Temperatura
>-Longitud

>Escalar: No requiere sentido o dirección. Queda completamente definida (es obvio).
>Vectorial: Requiere sentido o dirección.

SISTEMA DE UNIDADES

Es un conjunto de unidades que se dividen en:
  • Unidades Fundamentales.
  • Unidades Derivadas.
Da clic en la imagen para verla mejor.

CONVERSIÓN DE UNIDADES
EJEMPLO:
  • 72km/hr convertirlos a m/s





En la primer columna debes de poner lo que quieres convertir en este caso son 72km/hr el 72km lo pones arriba y la Hr abajo, en la siguiente columna debes de poner a qué lo quieres convertir, en este caso son Km a m, entonces ponemos la equivalencia 1km es igual a 1000m, en la tercer columna se pone la equivalencia 1Hr es igual a 3600 segundos, ya que queremos convertir las horas a segundos.

Lo siguiente es multiplicar todo lo de arriba, y dando como resultado 72000m y también se multiplica lo de abajo y da 3600s al final solo divides y te queda como resultado 20m/s
. Como saber qué unidades quedan? bien para esto tu debes de eliminar la unidades que tienen par, así:
Quedando solo los metros y los segundos, y al dividir queda como m/s.
EJERCICIOS:

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