presentacion

Comprende el movimiento de los cuerpos a partir de las leyes de dinámica de newton

Desempeños del estudiante:

Identifica en los diferentes tipos de movimientos las fuerzas que intervienen en el movimiento de los cuerpos

Utiliza la ley de la gravitación universal para entender el comportamiento de los cuerpos bajo la acción de fuerzas gravitarías.

Objetos de aprendizaje:

Leyes de la dinámica

Ley de la gravitación universal

Leyes de kepler

Competencias a desarrollar:

Establece la interrelación entre la ciencia, la tecnología, la sociedad y el ambiente en contextos históricos

Fundamenta opiniones sobre los impactos de la ciencia y la tecnología en su vida cotidiana

Explica el funcionamiento de maquinas de uso común a partir de nociones científicas

Diseña modelos o prototipos para resolver problemas locales, satisfacer necesidades o demostrar principios científicos

Analiza las leyes generares que rigen el funcionamiento del medio físico

Propone maneras de solucionar un problema o desarrollar un proyecto en equipo definiendo un curso de acción con pasos específicos

Aporta puntos de vista con apertura y considera los de otras personas de manera reflexiva

Asume que el respeto de las diferencias es el principio de integración y convivencia en los contextos local, nacional e internacional

Herramientas para el estudio de las fuerzas

Herramientas para el estudio de las fuerzas

Primera condición del equilibrio: equilibrio transnacional
Un cuerpo se encuentra en equilibrio trasnacional cuando la sumatoria de todas las componentes en X es igual a 0 y todas las componentes en Y es igual a 0.
Cuando un cuerpo está en equilibrio trasnacional no tiene fuerza resultante actuando sobre él.

EJEMPLO DE PROBLEMA DE APLICACIÓN:

Una caja de 8 N está suspendida por un alambre de 2 m que forma un ángulo de 45° con la vertical. ¿Cuál es el valor de las fuerzas horizontales y en el alambre para que el cuerpo se mantenga estático?
Primero se visualiza el problema de la siguiente manera:

A continuación se elabora su diagrama de cuerpo libre.

Ahora por medio de la descomposición de los vectores, calculamos la fuerza de cada uno de ellos.

F_1x = - F₁ cos 45°*
F_1y = F₁ sen 45°
F_2x = F₂ cos 0° = F2
F_2y = F₂sen0°=0
F_3x = F₃cos90°=0
F_3y = - F₃ sen 90° = - 8 N*

Segunda condición de equilibrio: equilibrio rotacional

En nuestra vida observamos este movimiento; por ejemplo: cuando hacemos girar el volante, al utilizar la llave de cruz .El caso del movimiento rotación se aplica a cuerpos sólidos extendidos a objetos rígidos por lo que establecen la primera condición de equilibrio:

 Un cuerpo se encuentra en equilibrio trasnacional si la resultante de todas las fuerzas externas que actúan sobre el es igual a cero por lo tanto: ∑F=0Cuando las fuerzas están aplicadas con diferente dirección se obtiene sus componentes rectangulares x y y. por lo que se cumple ∑Fx=0 y ∑Fy=0

Segunda condición de equilibrio: un cuerpo se encuentra en equilibrio rotacional si la suma de los momentos de fuerza que actúan sobre él es igual a cero. Por lo que se debe cumplir ∑M=0 M1 + M2 + M3 + M4…. = 0Donde:∑M = suma algebraica de los momentos= momento de fuerza o torca

Ejemplos: Una piñata está sostenida por medio de dos cuerdas. Si la tensión máxima que ejerce el estudiante de la cuerda A es de 37N ¿Cuál debe ser el peso máximo de la piñata para sostenerla de esa manera?

Ejemplos Una persona para sujetar una tuerca aplica una fuerza de 75N en el extremo de una llave de 25 cm de longitud. Calcula el momento de torsión que se ejerce sobre la tuerca

Datos fórmula= 75N M = FbB= 25cmM= ?Desarrollo = 25cm = 0.25mM = FbM = (-75N)(0.25m)= - 18.75Nm

El equilibrio trasnacional se representa cuando el cuerpo está en reposo o cuando presenta movimiento rectilíneo uniforme mientras que el equilibrio rotacional se presenta cuando el objeto no esta girando o rotando

Leyes de Newton

Leyes de Newton

Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica, en particular, aquellos relativos al movimiento de los cuerpos.

 Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo.
La base teórica que permitió a Newton establecer sus leyes está también precisada en sus Philosophiae naturalis principia mathematica 

.

Primera ley de newton

Primera ley de newton

El primer concepto que maneja es el de masa, que identifica con «cantidad de materia». La importancia de esta precisión está en que permite prescindir de toda cualidad que no sea física-matemática a la hora de tratar la dinámica de los cuerpos. Con todo, utiliza la idea de éter para poder mecanizar todo aquello no reducible a su concepto de masa.

Newton no asume a continuación que la cantidad de movimiento es el resultado del producto de la masa por la velocidad, y define dos tipos de fuerzas: la vis ínsita, que es proporcional a la masa y que refleja la inercia de la materia, y la vis impresa (momento de fuerza), que es la acción que cambia el estado de un cuerpo, sea cual sea ese estado; la vis impresa, además de producirse por choque o presión, puede deberse a la vis centrípeta (fuerza centrípeta), una fuerza que lleva al cuerpo hacia algún punto determinado. A diferencia de las otras causas, que son acciones de contacto, la vis centrípeta es una acción a distancia. En esta distingue Newton tres tipos de cantidades de fuerza: una absoluta, otra aceleradora y, finalmente, la motora, que es la que interviene en la ley fundamental del movimiento.

En tercer lugar, precisa la importancia de distinguir entre lo absoluto y relativo siempre que se hable de tiempo, espacio, lugar o movimiento.

En este sentido, Newton, que entiende el movimiento como una traslación de un cuerpo de un lugar a otro, para llegar al movimiento absoluto y verdadero de un cuerpo
Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre él. Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la fricción.