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LEY DE LA INERCIA
Todo lo que esta quieto, seguirá
quieto siempre y cuando no
haya una fuerza que lo mueva
Todo lo que se esta moviendo
seguirá moviéndose siempre y
cuando no haya una fuerza
que lo detenga.
Las dos afirmaciones anteriores,
constituyen la PRIMERA LEY DE
NEWTON, conocida como la
LEY DE LA INERCIA.
AUTOEVALUACION No 5
•¿Que es fuerza?
•¿Porque se dice que la fuerza es un Vector?
•¿Que son fuerzas concurrentes?
•¿Que son fuerzas coplanarias?
•¿Que es resultante?
•¿Cuando dos o más fuerzas se encuentran en equilibrio?
•Señale los casos que existen para la composición de fuerzas
•Señale los casos que existen para la suma del vector fuerza
•¿Que dice la ley de la Inercia?
•¿Cuando dos o mas fuerzas no están en equilibrio?
•De tres ejemplos prácticos donde se observe la aplicabilidad de
la Ley de la Inercia.
¿Que se puede comprobar al apretar la bomba y al aplicarle una fuerza
hacia arriba?
¿Que se puede comprobar si colocamos un cuerpo suspendido?
¿Utilizando los carritos y los resortes que se puede comprobar
respecto a la fuerza?
SEGUNDA LEY DE NEWTON “LEY DE LA DINAMICA “
Amarremos una masa con uno, dos , tres resortes luego
En la grafica observamos que a mayor fuerza
estiramos sin romperlo y soltamos.
aplicada mayor va a ser su aceleración, es decir
que existe una PROPORCION DIRECTA entre la
FUERZA y la ACELERACIÓN.
Se observa que en cada caso la caja se mueve más
velozmente, debido al aumento de la fuerza.
v(m/s)
v(m/s)
v(m/s)
a
a
a
t(sg)
t(sg)
t(sg)
Matemáticamente esta proporción se expresa así:
f h a
En forma de ecuación quedaría:
f =Kxa
Para este caso que estamos analizando, la constante K
representa la masa (m) de la caja…….Luego:
f= mx a
FORMULA
SEGUNDA
Despejando
a QUE REPRESENTA LADespejando
LEY DE NEWTON O LEY DE LA DINAMICA.
a=
f
m
f
m=
a
m
UNIDADES DE FUERZA EN CADA UNO DE LOS SISTEMAS
INTERNACIONAL
M.K.S
kg
m
m
Kgx
Newton
2
2
sg
seg
SEXAGECIMAL
C.G.S
gr
Cms
seg 2
Cm
grx
Dinas
2
sg
Lb
Pies
seg 2
Lbx
INGLES
P.L.S
P
sg 2
Poundal
Ejemplo 1. Un cuerpo tiene una masa de 2 Kg. y se mueve con una
aceleracion de 4 m / s2. Calcular la fuerza que se le aplico?.
Datos
Obtenemos los datos
m = 2 Kg
a = 4 m / s2
f=?
F =m x a
2
F = 2 kg x 4 m / s
Hallamos la fuerza por
medio de la formula
f=mxa
F = 8 Kg x m / s2
F = 8 Newtons
Un cuerpo tiene una masa de 3,5 gr. y se mueve con
una aceleración de 5,2 cm / s2. Entonces la fuerza
que se le aplicó es:
1.
2.
3.
4.
182 Newton
18,2 Newton
1,82 Dinas
18,2 Dinas
25%
1.
25%
25%
2.
3.
25%
4.
Ejemplo 2.
Un bloque de 20 gramos recibe la acción de una fuerza de 80
Dinas en 4 segundos. Hallar la distancia que recorrió.
Sabemos que f = m x a de aqui despejamos aceleración
Datos
m = 20 gr.
F = 80 Dinas
t = 4 sg
f= mx a
f
m
d =?
=a
a=
f
m
80 gr x cm/s2
a=
20 gr
a = 4 cm/s2
Con esa aceleracion hallamos
la Velocidad V = a x t
V= a x t
d= V x t
V = 4 cm/s2 x 4 sg
d = 16 cm/s x 4 sg
V = 16 cm/s
d = 64 cm
Finalmente hallamos la
distancia sabiendo que d=V x t
Un bloque de 10 Kg recibe la acción de una fuerza
de 20 Newton durante 3 segundos. La distancia
recorrida por el bloque en ese tiempo es:
1.
2.
3.
4.
24 centímetros
6 centímetros
24 metros
6 metros
25%
1.
25%
25%
2.
3.
25%
4.
Ejemplo 3.
Que fuerza aplicaría el motor de un auto que tiene 2600 Kg, si en 2 sg.
logra aumentar su velocidad de 20 m/sg a 60 m/sg?
Datos.
Obtenemos los datos
m = 2600 Kg
t = 2 Sg
Vi = 20 m/s
Vf = 60 m/s
f =?
Hallamos la aceleracion
sabiendo que a = (vf-vi)/t
Vf  Vi
t
60m / s  20m / s
a 
2
m
a  20 2
s
a 
Finalmente obtenemos el
valor de la fuerza. F = m x a
F  m a
F  2600 Kg  20m / sg 2
F  52000 Nts
Un auto tiene 1400 Kg de masa , si en 8 sg. logra
aumentar su velocidad de 15 m/sg a 35 m/sg
entonces la fuerza que aplica es de:
25%
1.
2.
3.
4.
25%
25%
2.
3.
25%
35 Newton
350 Newton
3500 Newton
3,5 Newton
1.
4.
Ejemplo 4.
Teniendo en cuenta el grafico y las condiciones siguientes. Demostrar
que aceleración tiene el carro 1 respecto al carro 2
m
Condisiones. 1.
m2 = 4 m1
m
F
F
2.
f1 = 2f2
2
1
1
2
CARRO 1
CARRO 2
F1 = m1 x a1
a = 8a significa que el carro de masa
Reemplazo un1 valor 2de las
F2 = m2 x a2
m
lleva
una
aceleracion
8 veces mayor
condiciones 1
Reemplazo el otro valor de la
el carro de masa mcondición
2F2 = m1 x aque
2.
1
m1  a1
F2 = 4 m1 x a2 (2)
 (1)
F2 =
2
m1  a1
 4m1  a2
2
Ahora igualamos las
8m1  a2
ecuaciones (1) y (2)
a1 
Y resolvemos.
m1
a1  8a2
Un futbolista le pega a un balón de 0.8 Kg. de
masa con una velocidad de 38 m/s desde su
estado de reposo en un tiempo de 0.2 segundos.
La fuerza que se le aplicó al balón fue de
1.
2.
3.
4.
152 Newton
190 Newton
237,5 Newton
30,4 Newton
25%
1.
25%
25%
2.
3.
25%
4.
Sobre una carreta de 120000 grs se hace una
fuerza de 450 Dinas; entonces podemos afirmar
que la aceleración es:
25%
1.
2.
3.
4.
25%
25%
2.
3.
25%
Mayor a 300 m/s2
Esta entre 100 y 200 m/s2
Esta entre 200 y 300 m/s2
Menor a 200 m/s2
1.
4.
La tierra ejerce sobre un cuerpo una fuerza de
700 Nts; entonces acerca de la masa del cuerpo
podemos afirmar.
1.
2.
3.
4.
5.
La masa es mayor de 80 kg
La masa es menor de 50 kg
La masa esta entre 70 y 80 kilos
La masa esta entre 40 y 50 kg
No es posible determinarla
20%
1.
20%
20%
2.
3.
20%
4.
20%
5.
EJERCICIOS SOBRE FUERZA Y ACELERACION.
No. 11
1. Sobre una carreta se hace una fuerza de 5 Newton; si la carreta tiene
una masa de 20 Kg. Con que aceleración se moverá?
2. La fuerza que la tierra ejerce sobre un cuerpo es de 700 Nts. ¿Que
masa tendrá el cuerpo?
a = g = 9,8 m/s2
3. Un futbolista le pega a un balón de 0.8 Kg. de masa con una velocidad
de 38 m/s desde su estado de reposo en un tiempo de 0.2 segundos.
Cual es la fuerza que se le aplicó al balón.
4. Un carro puede acelerar a 3 m/s2 con que aceleración tendrá que
remolcar al otro carro que tiene igual masa que el primero
5. Teniendo en cuenta las condiciones siguientes demostrar cual es la
aceleracion del carro 1 respecto al carro 2. condicones.
1. m1 = 3m2
2. f2 =4f1
CONVERSIÓN DE UNIDADES DE FUERZA.
En Física se utiliza el traspaso de unidades de un sistema a otro y
debemos manejar acertadamente estas transformaciones.
Ejemplo 1. Cuantas Dinas tendrá un Newton.
1 Newton = Kg x m/s2 (1)
1 Newton = Kg x m / s2
1 Kg = 1000 gr
1 m = 100 cms
Ahora
estos
valores
los
reemplazamos en la ecuación (1)
1 Newton =
1000 gr x 100 cm/s2
1 Newton =
100000
gr x cm/s2
1 Newton =
105
Dinas.
Se debe transfomar a:
1 Dina =
gr x cm / s2
Edmundo
Ejemplo 2. Un Newton cuantos Poundal tendrá.?
Resolver.
1 Newton
1 Newton =1.KgCuantas
x m/s2 (1)Dinas tendra
u n = Kg x m / s2
Poundal?
1 Kg = 2.2. Lb.
Se debe transformar a:
2. Cuantos Newton tendra una dina?
1 m = 3.2 Pies
3. Cuantos Poundal tendra una Dina?
Ahora
estos
valores
los
reemplazamos en la ecuación (1)
1 Poundal = Lb x Pie / s2
Hacemos uso de los factores
de conversion.
1 Newton = 2.2 Lb x 3.2 Pies/s2
1 Kg x
2
1 Newton = 7,04 Lb x Pie / s
1 Newton =
7.04 Poundal
1000 gr x 1 lb
= 2,2 Lb
1 Kg
453 gr
1 m x 100 cm x 1 pie = 3,2 pie
1m
30,48 cm
Edmundo
IMPULSO (I ), MOMENTUM (M) O CANTIDAD DE MOVIMIENTO
Si se aplica una fuerza durante un tiempo muy corto se produce un
movimiento con una aceleración que casi no se advierte en razón de
la cortísima acción de la fuerza.
Por esta acción el cuerpo pasa en forma casi instantánea del reposo
al movimiento recibiendo lo que en física se llama IMPULSO ( I ), y en
forma casi instantanea el cuerpo se pone en movimiento adquiriendo
lo que denominamos CANTIDAD DE MOVIMIENTO (M).
Matematicamente se expresa asi:
Pero
F=mxa
a=
V
I=F x t
Impulso
t
V
F = mx
Remplazando y
transponiendo t
M=m x V
Momentum
t
F x t =
m x V
Edmundo
Ejemplo 1
Un hombre se encuentra en un carro que descansa en una
pista de hielo, arroja una piedra de 4 kgs, aplicandole durante
3 segundos una fuerza de 96 Newton. Calcular la velocidad
con que sale la piedra.
Datos
m x V = F x t
m = 4 kg
t = 3 sg
F = 96 Nt
Despejamos v
Ahora remplazamos
V = F x t
m
V = 96 Kg x m/s2 x 3 s
4 kg
v=?
V = 72 m
s
Edmundo
Ejemplo 2
Con una fuerza de 20 Nt se actua durante 2 segundos sobre un
cuerpo que adquirió una velocidad de 25 m/s. Calcular la
masa del cuerpo.
Datos
Despejamos m
m x V = F x t
F = 20 Nt
t = 2 sg
v = 25 m/s
m= F x t
Ahora remplazamos
V
m = 20 Kg x m/s2 x 2 s
25 m/s
m=?
m = 1,6 kg
Edmundo
EL PESO ES UNA FUERZA
Cada planeta tiene su propia fuerza de atraccion
a traves de su gravedad teniendo en cuanta la
masa del cuerpo que se esta atrayendo.
Objeto
Gravedad m/s2
Luego se dice que el pesoSol
de cualquier
cuerpo es
273,15
la fuerza de atraccion queMercurio
todos los4.0
planetas y
satelites hacen para atraerlos hacia ellos.
Venus
8.75
Tierra
9.8
Saturno
11.08
Urano
9.89
Neptuno
10.99
Pluton
4.7
Luna
1.63
Esta atracción es la fuerza o sea el mismo peso,
Marte
3.69
luego de acuerdo a la segunda ley de Newton
Jupiter
25.69
tenemos
F= mxa
P= mx g
Edmundo
UNIDADES DE PESO
Siendo el peso de un cuerpo una fuerza, sus unidades en los
tres sistemas conocidos son las mismas que se utilizan para la
fuerza:
Newton, Dinas y Poundal.
Pero complementariamente se utilizan como unidades de Peso:
KILOGRAMO- FUERZA
( Kg – f)
Es la fuerza con que la tierra y su gravedad atraen a un 1 KILOGRAMO DE
MASA.
F= mxa
P= mx g
P = 1 Kg x 9,8 m/s2
Pero: m = 1 Kg
Kg x m /s
P = 9,8 Kg x m/s2
2
g = 9,8 m/s2
= Newton
P = 9,8 Nt
1 Kg – f = 9,8 Nt
Edmundo
GRAMO- FUERZA ( gr – f)
Es la fuerza con que la tierra y su gravedad atraen a un 1 GRAMO DE
MASA.
F= mxa
Pero: m = 1 gr
P= mx g
100 cm
cm
g = 9,8 m2 x 1 m = 980
s
s2
gr x cm /s
P = 1 gr x 980 cm/s2
P = 980 gr x cm/s2
2
= Dinas
P = 980 Dinas
1 gr – f = 980 Dinas
Edmundo
LIBRA - FUERZA
( Lb – f)
Es la fuerza con que la tierra y su gravedad atraen a un 1 LIBRA DE MASA.
Pero: m = 1 libra
F= mxa
P= mx g
1 Pie
100
cm
m
x
= 32 Pie
g = 9,8 2 x 1 m
30.48 cm
s
s2
Lb x p /s
P = 1 Lb x 32 p /s2
P = 32 lb x p /s2
2
= Poundal
P = 32 Poundal
1 lb – f = 32 Poundal
Edmundo
Ejemplo 1.
Para un cuerpo de 47,8 Kilogramos. Calcular el peso en: La
tierra, Luna,Marte y Jupiter .
TIERRA
LUNA
P= m x g
P= m x g
P = 47,8 Kg x 9,8 m/s2
P = 47,8 Kg x 1,63 m/s2
P = 468 Nt
P = 77,9 Nt
MARTE
JUPITER
Ejemplo 2
Calcular la masa de un cuerpo cuyo peso es de 19,6 Kg - f
La masa se obtiene DIRECTAMENTE es decir : m = 19,6 Kg
Ejemplo 3
Calcular el Peso de un cuerpo cuya masa es de 2 Kg
El Peso se obtiene DIRECTAMENTE es decir : P = 2 Kg - f
E
d
N
EJEMPLO 4
Que fuerza se necesita para mover un automovil que pesa 980 Kg-f y tiene
una aceleracion de 12 m/s2
Datos
m = 980 Kg
a = 12 m/s2
F=?
F= m x a
F = 980 Kg x12 m/s2
F = 11760 Nt
EJEMPLO 4
Un hombre pesa 75 Kg – f va sentado en un automovil que en un momento
acelera a 0,9 m/s2. Que fuerza ejerce el asiento sobre el hombre?
Datos
m = 75 Kg
a = 0,9 m/s2
F=?
F= m x a
F = 75 Kg x 0,9 m/s2
F = 67,5 Nt
Edmundo
CONVERSION DE UNIDADES DE PESO
Muchas veces se necesita pasar las unidades de Peso a unidades de Fuerza
y viceversa, para comprender esta tematica realicemos algunos ejemplos.
EJEMPLO 1
Sabemos que:
Cuantos Newton tendra 1 Lb - f
F
O
R
M
A
1
Anteriormente encontramos que:
1 Poundal = 0,14 Nt
1 Lb – f = 32 Poundal
1 Lb – f = 32 x 0,14 Nt
1 Lb – f = 4,48 Newton
F o r m a 2
1 Kg
30,48 cm x 1 m
1 Lb – f = 1 Lb x 32 p2 x 453 gr x 1000 gr x
100 cm
1p
1 Lb
s
= 441838,08 Kg x m
100000
s2
= 4,4 Newton
1 Lb – f = 4,4 Newton
Edmundo
EJEMPLO 2
Sabemos que:
Cuantas Dinas tendra 1 Kg - f
F
O
R
M
A
1
Anteriormente encontramos que:
1 Nt = 100000 Dinas
1 Kg – f = 9,8 Newton
1 Kg – f = 9,8 x 100000 Dinas
1 Kg – f = 980000 Dinas
F o r m a 2
1 Kg – f = 1 Kg x 9,8 m2
s
= 980000
1
gr x cm
s2
x
1000 gr x 100 cm
1 Kg
= 980000 Dinas
1m
1 Kg – f = 980000 Dinas
Edmundo
EJEMPLO 3
Sabemos que:
Cuantas Dinas tendra 1 Lb - f
F
O
R
M
A
1 Lb – f = 32 Poundal
Anteriormente encontramos que:
1 Poundal = 13807 Dinas
Taller.
1.
A –cuantos
- f Dinas
equivale 1 Lb-f
13807
1 Lb
f = 32 x gr
2. Un auto de 200 Kg de masa, lleva una velocidad de
1
Dinas
1 Lb
– f = 441824
30m/s.
Calcular
el Momentum.
F o3.
r mUsted
a 2
tiene una masa de 65 Kg, calcule su peso; y
Kg-f ,cm
gr-f , Lb –f , Newton, Dinas
p x 453 gren
x 30,48
1 Lb – exprese
f = 1 Lb xla
32respuesta
1p
y Poundal. s2 1 Lb
= 441838
1
gr x cm
s2
= 441838 Dinas
1 Lb – f = 441838 Dinas
Edmundo