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Empleo de la segunda ley de Newton - La Segunda Ley de Newton establece lo siguiente
La Segunda Ley de Newton establece lo siguiente:
La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza
neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.
De esta forma podemos relacionar la fuerza y la masa de un objeto con el
siguiente enunciado
Una buena explicación para misma es que establece que siempre que un
cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce una
fuerza sobre el primero cuya magnitud es igual, pero en dirección
contraria a la primera. También podemos decir que la segunda ley de
Newton responde la pregunta de lo que le sucede a un objeto que tiene una
fuerza resultante diferente de cero actuando sobre el.
Esta ley define la reacción cuantitativa entre la fuerza proveniente de
interacciones, y los cambios de movimientos de todo cuerpo.
Isaac Newton tenía en mente una frase que relaciono con esta ley,
'el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza neta y se
efectúa en la dirección en la se imprime dicha fuerza'.
Ademas de que decía de que teníamos que tomar en cuenta
dos cosas que sonmuy importantes dentro de estas las cuales son: * la primera,
a mayor fuerza sobre un cuerpo, mayor sera el cambio de su estado de
movimiento, si una fuerza cualquiera genera en el momento de una
partícula, una fuerza, el doble o el triple, ocasionara el doble o el
triple del cambio originado por la primera fuerza. *La segunda: el cambio
ocurre en la dirección de la fuerza.
Newton
demostró que hay una relación directa entre la fuerza aplicada y
la aceleración resultante, ademas probo que la aceleración
disminuye con la inercia ola masa ,Si tenemos un
cuerpo de masa conocida y sabemos la fuerza neta que actúa sobre el
podremos saber con facilidad la aceleración.
Newton se dio cuenta que la aceleración
de los cuerpos era n la clave, por lo cual decidió formular la siguiente
ecuación
EF= m.a esta es la ecuación 'EF' es la suma de todas las
fuerzas que actúan sobre el cuerpo, 'm' es la masa del cuerpo y
'a' es la aceleración que tiene dicho cuerpo. Donde la
aceleración es una magnitud que es directamente proporcional a la suma
de 'EF', La unidad de fuerza en el Sistema Internacionales el Newton
y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un
cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1
m/s2, o sea,
1.- 1 N = 1 Kg • 1 m/s2
A la gran conclusión que llego newton es que el efecto que una fuerza
tenga sobre un cuerpo depende de su masa; a mayor masa menor aceleración
y a menor masa mayor sera la aceleración resultante.
El volúmen atómico esta determinado por los electrones que
se encuentran describiendo órbitas alrededor del núcleo.
No todos los electrones tienen el mismo nivel de energía y en
consecuencia no describen las mismas órbitas. Dada la dificultad para
determinar con exactitud la velocidad y la posición del electrón
en los atomos los científicos han diseñado modelos
matematicos complicadísimos basados en el calculo de
probabalidades los cuales no estan al alcance de un curso
introductoriode química. Sin embargo, podemos decir en forma general que
lo basico de este modelo lo constituyen las
capas de electrones que son ciertas regiones energético - espaciales
donde existe mayor probabilidad de encontrar a los electrones. En cada una de ellas se encuentra un número determinado de
elctrones.
A las capas se le han asignado convencionalmente las
letras K, L, M, N, O, P y Q; correspondiendo la primera capa de electrones K, a
la mas próxima al núcleo y por lo tanto al nivel de menor
contenido energético, y la última capa Q, a la mas lejana
y de mayor nivel de energía.
El núcleo del
atomo
La parte central del
atomo de dimensiones extraordinariamente pequeñas y carga
eléctrica positiva y recibe el nombre de núcleo. Su densidad de 40 millones de toneladas por cm cúbico.
La pequñez del núcleo es tal que
la unidad de medida para las dimensiones nucleares es el Fermin (0 cm) y no el Angstron ( 0,00000001cm.), unidad
de medida para las demensiones del
mundo atómico, ¡100000 veces mas pequeña!
Estos diametros varían de atomo a atomo,peroi siempre dentro de esos mismos órdenes de
magnitud.
Naturaleza de las partículas que constituyen el núcleo Las
partículas elementales constituyentes del núcleo
son los protones y los neutrones. Cada atomo tiene una
carga nuclear positiva que le es característica, determinada por el
número de protones.
El atomo del
agua
Para poder empezar a tener una aplicación de esta ley, debemos de tener
muy en cuenta los siguientes conceptos, ya que estos nos ayudaran a poder
resolver los problemas planteados dentro de las tres leyes de newton,
Movimiento
Si la fuerza total que actúa sobre un cuerpo es nula, la cantidad de
movimiento del cuerpo permanece constante en el tiempo.
Fuerza
Fuerza es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de
un cuerpo, o de producir una deformación.
Aceleración
Se define la aceleración como la relación entre la
variación o cambio de velocidad de un móvil y el tiempo
transcurrido en dicho cambio: a=V-Vo/t
Donde 'a' es la aceleración, 'v' la velocidad
final,'Vo' la velocidad inicial y 't' el tiempo.
Masa Inercial
La masa inercial es una medida de la inercia de
un
objeto, que es la
resistencia
que ofrece a cambiar su estado de movimiento cuando se le aplica una fuerza.
Un objeto con una masa inercial pequeña puede cambiar
su movimiento con facilidad, mientras que un objeto con una masa inercial
grande lo hace con dificultad.
En la siguiente imagen mostramos uno de los experimentos que realiza newton
para poder demostrar lo que quiere decir con las tres grandes leyes que
presento, así
como también muestra la
definición de cada una y su explicación.
Para que nos quede mas claro lo que es la segunda ley y que es lo que
tiende a lograr daremos un ejemplo:
Se patea una pelota con una fuerza de 1,2 N y adquiere una aceleración
de 3 m/s2, ¿cual es la masa de la pelota?
Datos:
F = 1,2 N
a = 3 m/s2
m = 0.4 kg
Como sabemos la segunda ley de Newton es una de las leyes basicas de la
mecanica se utiliza en el analisis de los movimientos
próximos a la superficie de la tierra y también en el estudio de
los cuerpos celestes.