3 Forces i Moviment

01/05/2023

2

1. Forces i movimentDinàmica: Part de la Física que estudia

moviment del cossos en relació amb les forces que els originen.

Apunts històrics: Aristòtil (segle IV aC) afirmava que calia una força per

mantenir un moviment. Galileu Galilei (1564-1642) va arribar a la conclusió que en

absència de forces exteriors un cos en un pla ha de mantenir el seu moviment.

Isaac Newton (1642-1727) formulà les lleis que ens permeten predir un moviment sabent-ne les forces que si apliquen.

01/05/2023

3

Isaac Newton (1642-1727)

Va estudiar l’efecte de les forces sobre els cossos.

Va resumir les seves conclusions en tres lleis:

01/05/2023

4

Primera llei de Newton i llei de la inèrcia.

“Un cos es mantindrà repòs o en MRU si no hi actua cap força o la resultant de les forces és nul·la.”

La inèrcia és una propietat que tenen els cossos d’oposar-se al moviment.

Força que fa la taula (reacció)

Pes (acció)

5

Primera llei de Newton i llei de la inèrcia. Aclariments:

1. Tots els cossos estan sotmesos a l’acció de les forces.2. Tot cos que vulgui mantenir un MRU cal que li apliquem

una força que contraresti el fregament.3. La massa ens permet mesurar la inèrcia d’un cos. Com

més massa més dificultat tenim a canviar l’estat de repòs d’un cos

05/01/2023

6

Segona llei de Newton o llei fonamental de la DinàmicaSi en un cos hi actua una força resultant es

produeix un MRUA.Si sobre un cos actua una força resultant, es

produeix una acceleració directament proporcional a la força aplicada. La constant de proporcionalitat n’és la massa.

05/01/2023

7

Segona llei de Newton o llei fonamental de la Dinàmica

“L’acceleració d’un cos és directament proporcional a la força resultant que actua sobre ell i inversament proporcional a la seva MASSA.”

amF ·

05/01/2023

8

Segona llei de Newton o llei fonamental de la Dinàmica

Resumint:

amF ·

m = 1.000 kg

F = 2.000 N

a = 2 m/s2

m = 4.000 kg

a = 0,5 m/s2

F = 2000N

1. Si sobre un cos actua una força resultant, llavors la velocitat del cos varia, és a dir, apareix una acceleració.

2. El valor d’aquesta acceleració depèn de la massa del cos

La relació és:

01/05/2023

9

Tercera llei de Newton o principi d’acció i reacció

“Si un cos exerceix una força sobre un altre cos, aquest exerceix sobre el primer una força amb el mateix mòdul i direcció però de sentit contrari.”

Cal tenir en compte que:1. Les forces sempre actuen per parelles.2. Les dues forces són simultànies.3. No s’anul·len ja que actuen sobre cossos diferents.4. No sempre provoquen acceleració si hi ha forces més

grans que s’hi oposen.

01/05/2023

10

Tercera llei de Newton o principi d’acció i reacció

Força de reacció: ens deforma el dit

Força d’acció

Força de reacció: enlaira el coet

Força d’acció

TIPUS DE FORÇA 1- FORÇA NORMAL ()

1. Anomenem força normal (FN), a la força que exerceix una superfície sobre un cos.

2. És una força de reacció a conseqüència del pes.

3. Sempre és perpendicular a la superfície de contacte.

TIPUS DE FORÇA 1- FORÇA NORMAL ()

A. PLA HORITZONTALSi en tots 4 casos ∑F = 0 N

TIPUS DE FORÇA 1- FORÇA NORMAL ()

B. PLA INCLINAT:

Sense que s’aixequi direcció y:

2- FORCES DE FRICCIÓ ()

El fregament o fricció és una força que apareix a les superfícies de contacte dels cossos i que s’oposa al seu moviment.

Característiques de la força de fregament Ff: Té sentit contrari al moviment del cos o al que s’hi vol provocar. Depèn de la naturalesa i del tipus de les superfícies dels

cossos, contra més llises menys fregament. La força de fregament que s’oposa a l’inici d’un moviment és

més gran que la força de fregament que hi ha quan el cos ja està en moviment.

Sempre és paral·lela a la superfície de contacte. En el cas d’un cos en moviment la força de fregament és

proporcional a la força Normal:

Ff = μ ·

2- FORCES DE FRICCIÓ ()

En el cas d’un cos en moviment la força de fregament és:

Ff = μ · μ és el coeficient de fregament i depén de les superfícies de contacte

0 ≤ ≤ μ · 0 ≤ μ ≤ 1

Si l’objecte no s’aixeca: ∑Fy = 0 N

Si l’objecte es mou apareixerà una acceleració en la direcció de les x:

2- FORCES DE FRICCIÓ ()

A B

C PLA INCLINAT:

Sense que s’aixequi direcció y:

2- FORCES DE FRICCIÓ ()

3- TENSIONS ( T )

Són aquelles forces que s’exerceixen a través d’un fil, corda, cable....

Si el fil no canvia de longitud, es manté tens, la força ( tensió) és la mateixa al llarg de tot el fil.

Del naixemement de l’astronomia a Newton

TIPUS DE FORÇA

4. FORÇA PES O FORÇA GRAVITACIONAL

Característiques: La direcció i sentit és cap el centre de la Terra ( o

dels cossos). El punt d’aplicació és el centre de gravetat. La intensitat d’aquesta força depèn de la

distància al quadrat al centre de la Terra.

01/05/202321

Llei de Gravitació Universal de Newton:«La força amb què s’atrauen els cossos és directament

proporcional a la seva massa i inversament proporcional al quadrat de la distància que els separen»

4. FORÇA PES O FORÇA GRAVITACIONAL

F

G és la constant de gravitació universal el seu valor 6,67·

M és la Massa 1 m és la massa 2 D és la distància entre cossos.

01/05/202322

4. FORÇA PES O FORÇA GRAVITACIONAL

4. FORÇA PES O FORÇA GRAVITACIONAL

Resumint:

“Anomenem pes a la força amb la qual la Terra atrau tots els objectes que li estan a prop. “

La gravetat és una força de la Natura que fa que tots els objectes que tinguin massa s'atreguin els uns als altres. L'acceleració que aquesta força imprimeix als objectes als quals afecta és sempre la mateix i val g (= 9.8 m/s2, unitat equivalent a N/kg).

5. PES APARENT en un ascensor.

És una sensació de pesantor. Ve donat pel valor de la força normal.

Cal recordar sempre: amF ·

5. PES APARENT

6. FORCES RECUPERADORES. Llei de Hooke 1635-1703.