LAS FUERZAS SOBRE LOS SÓLIDOS

1. LAS FUERZAS SOBRE LOS SÓLIDOS LOS SÓLIDOS SE CLASIFICAN EN; DEFORMABLES INDEFORMABLES O SÓLIDO RÍGIDO NO CAMBIA DE FORMA AL APLICARLE UNA FUERZA CAMBIA DE FORMA AL APLICARLE UNA FUERZA SÍ , SE DESPLAZA O GIRA

2. MOMENTO DE UNA FUERZA • MAGNITUD QUE MIDE EL EFECTO DE GIRO PRODUCIDO POR UNA FUERZA • ES UNA MAGNITUD VECTORIAL (M). • SU MÓDULO ES EL PRODUCTO ENTRE LA FUERZA Y LADISTANCIA ENTRE EL EJE DE GIRO(eje alrededor del cúal gira el sólido) A LA FUERZA Unidades N.m M=F.D

3. Propiedades del momento respecto a un punto • a)Módulo: Mo = f.d • b) Dirección: siempre perpendicular al plano formado por d y F • c) Sentido: definido por el giro que lleva a da ser paralelo a F • M es positivo si sentido antihorario • M es negativo si sentido horario • Si la dirección de la fuerza corta al eje de giro ,el momento es igual a cero

4. PAR DE FUERZAS • DOS FUERZAS PARALELAS IGUALES EN MÓDULO Y DE SENTIDO CONTRARIO • LA RESULTANTE SERÍA NULA • NO HAY MOVIMIENTO DE TRASLACIÓN • SIN EMBARGO EL SÓLIDO GIRA POR EL PAR DE FUERZAS • APERECE ENTONCES EL MOMENTO DEL PAR M=F.D(a la d se le denomina brazo de par) R=F1-F2

5. EJEMPLOS FUERZAS SOBRE SÓLIDOS • MOMENTO DE UNA FUERZA Para abrir una puerta de 80 cm de ancho, se aplica una fuerza de 50N en el borde de la misma , y en dirección perpendicular al plano de la puerta. Calcula el momento de fuerza aplicado • PAR DE FUERZAS El volante de 40 cm de diámetro gira por la acción de 2 fuerzas tangenciales de 20N paralelas y de sentidos contrarios aplicados en su borde .Halla el momento del par de fuerzas aplicado. FUERZAS SOBRE SÓLIDOS

6. CONDICIONES DE EQUILIBRIO ¡OJO! ES MUY IMPORTANTE UN SÓLIDO ESTÁ EN EQUILIBRIO CUANDO NO SE DESPLAZA NI GIRA R=O M=0

7. EJEMPLO DOS PERSONAS LLEVAN UNA CARGA DE 120Kg SUSPENDIDA DE UNA PÉRTGA DE 2 m DE LONGITUD.CADA UNA SUJETA LA PÉRTIGA POR UN EXTREMO .LA CARGA ESTÁ SITUADA A 80 Cm DE UNO DE LOS EXTREMOS.¿QUÉ FUERZA HACE CADA PERSONA? 80cm 120cm F1 0 F2

8. SOLUCIÓN • Las fuerzas ejercidas son paralelas y del mismo sentido (hacia arriba) • El peso de la carga es p=mg • P=120. 9.8=1176N • La resultante de todas las fuerzas es R= F1+F2-1176 • 1ª condición de equilibrio: • R=0 F1+F2=1176 • 2ªcondición de equilibrio; • M=0 La suma de los momentos respecto al punto 0 donde se apoya la carga es : • M=F2. 1.2-F1. 0.8 +1176 . 0 =0 • Despejando F1=705.6 N y F2= 470.4N

9. EJEMPLOS EQUILIBRIO Halla el momento resultante respecto del punto 0 del sistema de fuerzas de la figura , aplicado a una barra de 2 m de longitud Determina si el sistema está en equilibrio. • ¿Cuál debe ser la masa m para que la romana de la figura esté en equilibrio? 15N 5N O 50cm 20N EQUILIBRIO m 3Kg

10. CAUSAS DEL MOVIMIENTO La dinámica es la rama de la física que estudia las causas de los cambios en los movimientos de los cuerpos TIPOS DE FUERZAS Las fuerzas se clasifican en dos grandes grupos: fuerzas por contacto y fuerzas a distancia o de campos En las fuerzas a distancia la interacción se produce entre dos cuerpos separados por una determinada distancia. Las fuerzas por contacto son aquellas que necesitan el contacto directo con un cuerpo para manifestarse. Ej. Magnetismo Ej. Golpear un balón con el pie

11. LEYES DE NEWTON PRINCIPIO DE LA INERCIA Todo cuerpo continua en su estado de reposo o se mueve con movimiento rectilíneo uniforme si sobre él no actúa ninguna fuerza o si la resultante de todas las fuerzas (fuerza neta) que actúan sobre él es nula.

12. Fresultante = m a F = m a LEYES DE NEWTON PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA DINÁMICA La resultante de las fuerzas (fuerza neta) que actúan sobre un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración que produce

13. LEYES DE NEWTON PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓN Cuando dos cuerpos interaccionan, el primero ejerce una fuerza sobre el segundo y éste ejerce una fuerza sobre el primero; estas dos fuerzas tienen la misma dirección, la misma magnitud y sentido contrario. F’ F´ F F

14. 1N = 1kg x 1m/s2 |P | = m |g | CONSECUENCIAS DE LAS LEYES DE NEWTON INERCIA.— Es una propiedad que tienen los cuerpos de oponerse a cualquier cambio en su estado de reposo o movimiento La medida cuantitativa de la inercia de un cuerpo es la MASA INERCIAL NEWTON.—Es la fuerza que actuando sobre un kilogramo de masa le produce una aceleración de 1 m/s2 Isaac Newton PESO.—Es la fuerza con que la Tierra atrae a los cuerpos Es una magnitud vectorial cuyo módulo es: P P La dirección es vertical; el sentido, hacia abajo y el punto de aplicación se llama centro de masas o de gravedad.

15. DIFERENCIAS ENTRE MASA Y PESO MASA PESO -Magnitud vectorial -Magnitud escalar -Se mide con una balanza (en el S.I. en kg) -Es invariable -Se mide con el dinamómetro (en el S.I. en N por ser una fuerza) -Es variable porque depende del lugar de universo en el que esté el cuerpo

16. Estado de equilibrio Como ya explicamos, un cuerpo opone una resistencia a el cambio de su movimiento rectilíneo uniforme o a su estado de reposo, que es proporcional a la masa del propio cuerpo. Cuando un cuerpo no cambia su régimen de movimiento o reposo se dice que está en equilibrio. El cambio en su velocidad (aceleración) se logra aplicando una fuerza, esta aceleración es proporcional a la fuerza resultante (suma de todas las fuerzas). Por lo tanto esa fuerza neta ha roto su estado de equilibrio.

17. Paralela a F 2 1 F 1 Paralela a F F 2 FUERZA RESULTANTE La fuerza resultante, R, es una sola fuerza que tiene el mismo efecto que si todas las que actúan sobre el cuerpo interviniesen a la vez. COMPOSICIÓN DE FUERZAS • Composición de dos fuerzas. Regla del paralelogramo 1. Representa las dos fuerzas con el mismo punto de aplicación. R 2. Construye un paralelogramo trazando paralelas a cada fuerza desde el extremo de la otra. 3. Une el punto de aplicación con el vértice opuesto del paralelogramo. Esa es la fuerza resultante.

18. FUERZA RESULTANTE • COMPOSICIÓN DE FUERZAS • Composición de dos fuerzas. Regla del polígono • Une los vectores por el origen • Ahora une el origen de la primera fuerza con elextremo de la • Segunda.

19. y N |N| = |P| |F| =|N| Px F Py x P P FUERZA NORMAL Se representa por N En el S.I. se mide en N Es una fuerza que aparece siempre que un cuerpo está apoyado sobre una superficie; esta fuerza evita que la superficie se deforme. y a Px se le llama componente tangencial del peso y a Py componente normal del peso. Es siempre perpendicular a la superficie de apoyo.

20. y N Px F Py x P P FUERZA DE ROZAMIENTO Se representa por FR y es una fuerza que actúa en sentido opuesto al movimiento y se produce como consecuencia de la fricción que tiene lugar entre la superficie del móvil y la superficie sobe la que este se mueve, o bien del medio (gas o líquido) que atraviesa FR FR

21. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FUERZA DE ROZAMIENTO 1. La fuerza de rozamiento es independiente del área de las superficies en contacto. 2. La fuerza de rozamiento es independiente de la velocidad del movimiento y actúa siempre en sentido contrario. 3. La fuerza de rozamiento depende de la naturaleza de las superficies en contacto y del estado de pulimento de las mismas. 4. La fuerza de rozamiento es proporcional a la fuerza normal.

22. FR = µ • N y N Px F Py x P P µ (mu) se llama coeficiente de rozamiento y es característico de las superficies en contacto. No tiene unidades. µ = FR/ N (Por eso se dice que es una magnitud adimensional) Existen dos clases de rozamiento: el ESTÁTICO y el DINÁMICO : - El rozamiento estático aparece cuando se trata de poner un cuerpo en movimiento desde el reposo. FR = µ • N - El rozamiento dinámico aparece cuando el cuerpo está en movimiento. En el plano horizontal la fuerza de rozamiento se calcula : |FR | = µ • |N | = µ • | P | = µ • m • g (El rozamiento estático es siempre mayor que el dinámico)

23. LA TENSIÓN N a a T N T F F a R R T T P a P P P PLANO INCLINADO PLANO HORIZONTAL La tensión se representa por T y es una fuerza que aparece siempre que se tira de una cuerda o de un cable. En el S.I. se mide en N