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Luz H. Lasso
Contenido
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Concepto de fuerza
Ejemplos de fuerzas
Primera ley de Newton
Inercia y masa
Marco de referencia inercial
Segunda ley de Newton
Tercera ley de Newton
Equilibrio
Fuerzas de fricción
Luz H. Lasso
Concepto de fuerza
Una fuerza es intuitivamente algo que implica un
jalón o empujón.
Debemos distinguir entre fuerzas de contacto y de
acción a distancia (fuerzas de campo).
La fuerza es aquello que ocasiona que un cuerpo se
acelere.
Cuando la velocidad de un cuerpo es constante o
cuando un cuerpo está en reposo, se dice que está en
equilibrio, en este caso la suma de las fuerzas
actuando sobre el cuerpo es cero.
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Ejemplos de fuerzas
Fuerzas de contacto
Fuerzas de campo
m
M
q
Q
Hierro
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N
S
La fuerza de contacto no es la fuerza de reacción al peso
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La fuerza de contacto procede de la elasticidad
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Distintos valores de la tensión T de una cuerda
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Sobre la pelota en rotación actúa la fuerza centrípeta, igual a
la tensión de la cuerda. La pelota ejerce sobre la cuerda y,
por tanto, sobre el joven una fuerza de contacto igual y de sentido
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contrario (fuerza centrífuga).
Primera ley de Newton
(ley de inercia)
Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de
movimiento uniforme en línea recta, a menos que se le
obligue a cambiar dicho estado por fuerzas que ejerzan
su acción sobre él.
Un objeto en reposo permanecerá en reposo a menos
que una fuerza resultante distinta de cero actúe sobre él.
Un objeto en movimiento continuará su movimiento a
lo largo de una trayectoria rectilínea a velocidad
constante a menos que una fuerza resultante diferente
de cero actúe sobre él.
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Inercia y masa
•La inercia de un cuerpo es la tendencia a resistir cualquier cambio
en su estado de movimiento.
•La masa es una medida de la inercia de un cuerpo.
•La masa se mide en kilogramos (kg).
•Los objetos poseen inercia, es decir, tiene masa.
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Marco de referencia inercial
En un marco de referencia inercial, un cuerpo que no esté
sujeto a una fuerza neta permanecerá en reposo o se
moverá a velocidad constante.
En un marco de referencia inercial se cumple la primera
ley de Newton.
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Segunda ley de Newton
La fuerza neta,  F, que actúa sobre una partícula de masa m
produce una aceleración a =  F/m en dirección de la fuerza neta.
Fneta  m para a constante
F0
2F0
3F0
m0
a=a0
m0 m0
a=a0
m0 m0 m0 a=a0
Fneta  a para m constante
F0
2F0
3F0
m0
a=a0
m0
a=2a0
m0
a=3a0
La aceleración de un cuerpo es la misma en todos los marcos
de referencia inerciales.
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Continuación
La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la
fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a
su masa.
El peso w es la fuerza que ejerce la Tierra sobre un objeto.
w = mg
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Tercera ley de Newton
Si dos cuerpos interactúan, la fuerza ejercida sobre el cuerpo 1
por el cuerpo 2 es igual y opuesta a la fuerza ejercida sobre el
cuerpo 2 por el cuerpo 1:
F12 = -F21
2
F12 = -F21
F21
F21
F12
1
F12
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Equilibrio
Cuando las fuerzas que actúan sobre un cuerpo suman cero, se dice
que está en equilibrio traslacional. Si el cuerpo está en reposo,
está en equilibrio estático, mientras que si se mueve con
velocidad constante, está en equilibrio dinámico.
n = -n’ y w = -w’
n
w
n’
w’
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Suma de fuerzas
Las fuerzas se representan como vectores, por lo tanto, deben
sumarse como tales.
F3 = F1 + F2
F1
F2
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Semáforo en reposo
37°
Diagrama de cuerpo
libre del semáforo
53°
T2
T1
Diagrama del nudo
que une los cables
T3
y
T1
T3
37°
T2
53°
x
T3
w
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Caja sobre plano inclinado
m
y
n
a
d
mg senq
q
mg cosq
q
x
w = mg
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Máquina de Atwood
a
T
T
m1
m1
m2
m1g
m2g
m2
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a
Dos objetos conectados
T
a
y
n
T
a
m1
m2g senq
m1g
m2
m2g cosq
q
x
m1
q
w = m2g
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Un bloque empuja a otro
F
m1
m2
n1
n2
P’
F
w1
P
w2
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Fuerza de fricción
La fuerza de fricción es el resultado de la interación de un cuerpo
con sus alrededores.
Si se aplica una fuerza F a un objeto sobre una superficie, la
superficie ejerce una fuerza de fricción f, la cual se opone a la
fuerza F. Si el cuerpo permanece en reposo, se tendrá F=f. A esta
fuerza se le llama fuerza de fricción estática, fe. Cuando la fuerza
F es lo suficientemente grande, el cuerpo comenzará a moverse,
en este caso la fuerza de fricción será fe,max.
n
F
fe
w
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Medición de me y mc
y
n
f
x
mg senq
mg cosq
q
q
w = mg
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Objetos conectados con
fricción
T
m1
q
F
m2g
F sen q
F
n
m2
T
q
F cos q
fc
m1g
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a
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