Cap 05 Leyes de Movimiento

7/24/2019 Cap 05 Leyes de Movimiento

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Cap. 5 Leyes de Movimiento


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Relacionar el Movimiento con Otras

Cosas

Llegamos a lo que es la verdadera fsica El movimiento de un o!eto est"

relacionado con las cosas que lo rodean

#C$mo es esa relaci$n e%actamente&Eso es lo que especifican las tres leyesdel movimiento. En la ausencia de otras cosas' se mueve con

velocidad constante. (i )ay otra cosa' puede )aer aceleraci$n.

El o!eto tami*n afecta el movimiento de la

otra cosa. La relaci$n es mutua.


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Ten cuidado

Tu has desarrollado unas ideas de cmo trabaja el mundo

aunque sea inconscientemente. Ahora te vamos a presentar las leyes fundamentales del mundo

y pueden chocar con lo que tu crees es la manera en que

trabajan las cosas.

Por ejemplo, muchos piensan que se necesita un agente

externo para que algo se mantenga en movimiento. Pero esto

no es as. !o que ocurre es que se basan en experiencias

donde hay elementos escondidos que ellos desconocen."

#sto es slo un ejemplo donde tu $intuicin% puede que

contraste con lo que aprender&s aqu.

'ebes mantener una mente abierta a nuevas ideas, a nuevasmaneras de mirar y pensar acerca del mundo para poder

entender y aprender lo que presentaremos aqu.


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a + ,m- -

!a (egunda !ey de )e*ton

!a masa es una propiedad interna del objeto.+ientras m&s masa, menos aceleracin. #s una

medida de la $inercia%, la renuencia de un objeto a

ser acelerado.

!a interaccin entre dos objetos fuera" depende de

ambos.

#s a trav-s de la fuera que un objeto afecta al

otro.


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/u- pasa si hay m&s de un agente externo0

o1ada uno ejerce una fuera independiente de los otros.

o!as fueras son vectores.

o!a aceleracin est& determinada porla suma vectorialde todas las

fueras.

oA -sta se le llama la fuera resultanteo la fuera neta.

o#n una situacin dada puede haber muchas fueras. !a que aparece enla segunda ley de )e*ton es la suma vectorial de todas ellas.


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/u- pasa si la fuera neta es cero0

#s como si no hubiera fuera. 1ero aceleracin, 2elocidad constante.

Tambi-n podemos argumentar al rev-s. (i observamos que un objeto

permanece en reposo, o se mueve con velocidad constante, llegamos a

la conclusin que la fuera neta es cero, o sea, que las fueras secancelan.

1uidado

3jate que esto ocurre no slo en el caso de reposo sino tambi-n en elcaso de velocidad constante. #l hecho de que se est& moviendono

implica que hay una fuera neta.


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Tipos de fueras

4ravedad#s muy especial. #s proporcional a la masa as que la aceleracin

es independiente de la masa. !a fuera es 5 mg.

3ueras de contacto3uera normal 6 perpendicular a la superficie de contacto.3uera de friccin 6 paralela a la superficie de contacto.#n detalle se deben a las fueras entre las mol-culas de los

materiales.

Tensin en una 1uerda7na cuerda siempre hala, nunca empuja.(iempre hay fueras hechas en ambos extremos de la cuerda y, por

la tercera ley, la cuerda hace fuera en ambos extremos.(e toma la masa de la cuerda como despreciable as que la fuera

neta es cero y, por tanto, las magnitudes de las fueras en losextremos son iguales. #n otras palabras, la cuerda esencialmente lo

que hace es transmitir la fuera de un extremo al otro.

3uera de un 8esorte explicaremos mas adelante"


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!a Tercera !ey de )e*ton

!a interaccin entre cualquierados objetos es mutua. #l segundo le

hace fuera al primero y el primero le hace fuera al segundo.

!a fuera que es la reaccin a una fuera siempre es una fueradel

mismo tipo, por ejemplo, gravedad con gravedad, normal con normal.

!as fueras vienen en parespero las dos fueras no actuan sobre el

mismo objeto.

Accin y reaccin nunca se cancelan una a la otra.

9tras fueras debidas a otros objetos" s las pueden cancelar.

!as dos fueras tienen:

igual magnitud.

direcciones opuestas.

$1ada accin tiene su reaccin.% Ten cuidado con el t-rmino$reaccin%que se usa en una manera muy particular en la fsica. )o me

gusta hablar de $accin, reaccin% porque no son t-rminos que est&n

bien definidos. 1ualquiera de las dos fueras puede ser $la accin% y

cualquiera $la reaccin%.


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#l an&lisis de un paquete sobre una mesa.

;ay trescosas, el paquete, la mesa y la tierra.

(obre el paquete actuan dos fueras, la gravedad *" y la

fuera normal 3n" que hace la mesa. #l paquete permanece

en reposo, o sea, esas dos fueras se cancelan.

#l paquete hace una fuera sobre la tierra *


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$8eceta% para 8esolver Problemas

=dentificar todos los $objetos% que hay en el problema.

=dentificartodaslas fueras que actuan sobre un objeto.

=dentificar la informacin que tenemos de la aceleracin. +uchas

veces sabemos que la aceleracin es cero. 9tras veces sabemos la

direccin de la aceleracin aunque no sepamos la magnitud.

#stablecer el sistema de coordenadas que sea m&s >til.

;acer un diagrama de fueras. !as fueras se ponen rabo con rabo.

=ndicar la direccin de la aceleracin por el lado no es una fuera??"#scribir las ecuaciones que surgen de cada uno de los componentes

de 3) 5 m a. #n el lado iquierdo de estas ecuaciones habr& un t-rmino

por cada una de las fueras. 7sar la informacin de a.

Tengo suficientes ecuaciones para encontrar todas las incgnitas0 (i

no, debo analiar otro objeto siguiendo el procedimiento ya descrito. Alhacer esto, usar la tercera ley la cu&l me relaciona las magnitudes de las

diferentes fueras actuando sobre diferentes objetos.

8esolver el sistema de ecuaciones para determinar la variable que me

ha pedido el problema.

#sto es slo una gua. #l m-todo se entiende mejor mirando ejemplos.


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#l Ascensor

!a importancia de la direccin de la aceleracin

#l diagrama de fueras es el mismo en

todas las etapas del movimiento.

3n6 m g 5 m a 3n5 m g @ m a

!a diferencia estriba en que la

aceleracin es diferente en cada etapa.

(ubiendo acelerado : a B(ubiendo constante : a 5 B

(ubiendo decelerado : a C B

Dajando acelerado : a C B

Dajando constante : a 5 B

Dajando decelerado : a B

As que el peso aparente cambia durante

el movimiento???


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7n #jemplo 'onde ;ay /ue Analiar 'os 9bjetos

!a situacin fsica. 'ado 3ap y las masas, hay dos incgnitas:

la aceleracin y la fuera entre A y D 3AD 5 3DApor tercera ley"

!os dos $diagramas de fueras%. 'ebieran estar rabo con rabo."

8esolviendo el par de ecuaciones:


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7n ejemplo cl&sico 6 el plano inclinado

;ay dos fueras. 4ravedad y la normal.

#l sistema de coordenadas m&s >til tiene $x%

a lo largo del plano.

!os componentes de a son a,B".

'ados m, E, hay dos incgnitas: a, 3n.

#l hecho de que la aceleracin no depende

de la masa es tpico de la gravedad.

Pero fjate que la fuera normal s depende de

la masa igual que el peso depende de la masa.

!as ecuaciones:

#n x" B @ mg sin E 5 ma

a 5 g sin E#n y" 3n6 mg cos E 5 B 3n 5 mg cos E

F


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7n #jemplo Dastante 1omplicado

7na +esa, 7na 1uerda, 7na Polea, 'os 9bjetos que Analiar

!a situacin fsica !as fueras dibujadas en la situacin fsica)odebes hacer un dibujo como el de la derecha porque tienden a

ser muy complicados y difciles de entender.

;a mejor dos diagramas de

fueras como los de la iquierda.

9bserva los vectores de aceleracin dibujados

aparte de las fueras.


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8 l P bl 7 d l l d ) t


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8esolver Problemas 7sando las leyes de )e*ton

!o importante es dominar el m-todo general??

)ote embotelles las frmulas para ning>n problema especfico.

Aqu hay m&s ejemplos del tipo de situacin que debes ser capa

de analiar. )o quiere decir memoriarlos resultados especficos.


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