Alumnas:


La ley de newton, Actividad de autoevaluación.

Preguntas

1- ¡Un caso curioso!: una señora demanda al conductor de un autobús señalando que un objeto que llevaba en la parte delantera del vehículo la golpeó al frenar bruscamente. Si tú fueras el juez, ¿Cual sería el veredicto?

R: Al momento de Frenar de manera brusca, el objeto localizado en la parte delantera del autobús se iría hacia adelante, por lo tanto no golpearía a la señora como ella lo reclama.

2- En una competencia de tirar la cuerda, ¿Cual es la fuerza neta que actúa sobre la cuerda cuando los participantes halan cada uno con una fuerza de 50 N? ¿Cual es la fuerza de tensión generada en la cuerda?

R: la fuerza de tensión generada en la cuerda, seria 0, ya que los dos bandos estan aplicando fuerzas iguales.

3- Considera la situación presentada en la figura de un bate golpeando una pelota debéisbol. Discute con tus compañeros(as) las fuerzas de acción-reacción presentes en este caso.

R: La fuerza de la acción vendría siendo el golpe Y la reacción es que la pelota fue lanzada.

4- ¿Cual es tu masa y peso en la superficie de la tierra? ¿Cambiaran estos valores si pudieras medirlos en la luna? Explica.

R: los valores si cambiarían, ya que es distinta la gravedad de la luna a la de la tierra.

5- ¿Por qué es mas difícil deslizar una caja de herramientas desde el reposo, que mantenerla en movimiento una vez que ya ha comenzado a deslizarse?

R: Porque cuando el objeto esta en reposo hay que aplicar mas fuerza, para que el mismo salga de ese estado y empiece a moverse.

6- Supón que un camión y un vehículo pequeño chocan frontalmente, sin causar ningún lesionado; si le preguntamos al fiscal de transito acerca de: ¿En cual vehículo fue mayor la fuerza de impacto ¿Cual vehículo experimento el mayor cambio en la cantidad de movimiento? ¿Qué respondería?

R: El coche con mayorimpacto y cambio de movimiento es el vehículo pequeño.

7- Se dice que cuando galileo dejó caer dos esferas de masas diferentes desde la parte alta de la torre inclinada de pisa y comprobó que ambas llegaban aproximadamente iguales y con la misma rapidez, salvo los efectos del aire. ¿Qué pasaría si en vez de soltarlas, se lanzaran simultaneamente una hacia riba y la otra hacia abajo con la misma rapidez? ¿Llegaran iguales? ¿Tendran la misma rapidez cuando toquen el suelo?

En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como siestuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.
Segunda ley de Newton o Ley de fuerza
La segunda ley del movimiento de Newton dice que
el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.
La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algoque provoque dicho cambio. Ese algoes lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera

F = m a

Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, ademas de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:

F = m a

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es 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 N = 1 Kg · 1 m/s2

2da Ley de Newton: Ley de la Fuerza o Principio Fundamental de la Mecanica

La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es valida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es valida la relación F = m ·a. Vamos a generalizar la Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa.
Para ello primero vamos a definir una magnitud física nueva. Esta magnitud física es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir

p = m · v

La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kg·m/s . En términos de esta nueva magnitud física, la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera

La Fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la variación temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo, es decir,

F = dp/dt

De esta forma incluimos también el caso de cuerpos cuya masa no sea constante. Para el caso de que la masa sea constante, recordando la definición de cantidad de movimiento y que como se deriva un producto tenemos

F = d(m·v)/dt = m·dv/dt + dm/dt ·v

Como la masa es constantedm/dt = 0

y recordando la definición de aceleración, nos queda

F = m a

tal y como habíamos visto anteriormente.

Otra consecuencia de expresar la Segunda Ley de Newton usando la cantidad de movimiento es lo que se conoce como Principio de
R: la esfera que fue lanzada hacia abajo, es la que hace primer contacto con el suelo, es decir, es que la que caería primero, por lo tanto no tendran la misma rapidez al llegar al suelo.

8- El “peso” de una manzana cerca de la superficie de la tierra es aproximadamente de un newton ¿Cual sería el “peso” de la tierra en el campo gravitacional de la manzana?

R: Así como el peso de la manzana en la tierra es de un newton aproximadamente, la tierra en el campo gravitacional de la manzana seria de igual forma un newton.