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Leyes de Newton. Concepto de Fuerza Por: Robinson Usma B. Discusión. Qué es Fuerza? Como se representa? Cuales son los elementos de una fuerza ? Podría decirse que siempre que hay fuerza hay movimiento? Enuncia las tres leyes de Newton. Qué es inercia? Qué es masa? Qué es peso?
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Leyes de Newton Concepto de Fuerza Por: Robinson Usma B.
Discusión • Qué es Fuerza? Como se representa? • Cuales son los elementos de una fuerza? • Podría decirse que siempre que hay fuerza hay movimiento? • Enuncia las tres leyes de Newton. • Qué es inercia? • Qué es masa? • Qué es peso? • Qué es aceleración? • Qué es un sistema en reposo o en equilibrio? Ver las tres leyes
Algunas Fuerzas comunes • Peso • Normal • Tensión • Fricción • Fuerza de empuje de un fluido • Fuerzas elásticas (resortes) • Fuerza de atracción gravitacional.
Masa de la Tierra (M = 5,98 x 1024 kg) Masa de la Luna (7,34 × 1022 kg) Distancia de la tierra a la luna: 3,84 × 108 m. Constante de gravitación universal Con que fuerza atrae la tierra a la luna?
Diagramas de Fuerzas Introducir ecuaciones para condiciones de equilibrio Introducir ecuaciones de movimiento
Descomposición de Fuerzas • Sobre un bloque de masa m=100 kg actúan las fuerzas mostradas. • F1=50N • F2=30N • F3=25N • Hallar la fuerza resultante sobre el bloque. • Magnitud • Dirección • Sentido.
Problemas Tipo • Si m1=10 kg, m2=20 kg. ¿Que pasará con el sistema? • Considere superficie sin fricción μ=0 • ¿Qué fuerza se debe aplicar para que el sistema este en equilibrio? m2 m1
Problemas Tipo • Si m1=20 kg. ¿Cuanto tiene que valer m2 para que el sistema este en equilibrio? • Considere μ=0,5 m2 m1
Problemas Tipo • Si m1=20 kg, m2=10 kg. ¿Qué fuerza se debe aplicar para poner el sistema en equilibrio? m1 m2
Problemas Tipo • Si m1=20 kg, m2=10 kg. ¿Qué fuerza se debe aplicar para poner el sistema en equilibrio? m2 m1 m1 m2
La Rueda • Permite el desplazamiento del cuerpo al que está unido su eje disminuyendo las fuerzas de rozamiento. • Las ruedas dentadas también transportan el movimiento y la fuerza o par de giro.
Historia de la Rueda (primeras evidencias) • Rodillos de madera fabricados a partir de troncos de árbol ya fueron empleados por los egipcios hacia el 3500 a.Cpara el transporte de cargas pesadas. • Tornos de alfarería (hacia el 3300 a. de C. en el oriente medio), en forma de sencillo disco de madera montado sobre un cono giratorio impulsado a mano. • Hacia el 3200 a. de C. empieza a aplicarse como elemento de transporte formando parte de carros de tracción animal. • Hacia el 2900 a. de C. se aplicó en Sumeria para la molienda de trigo (molino de ruedas). • Hacia el 1500 a. de C. empezó a emplearse como elemento motor accionado por la fuerza muscular del hombre (rueda de varios metros de diámetro por la que se mueven varios hombres haciéndola girar).
Biela-Manivela • La biela-manivela transforma el movimiento giratorio de la manivela en uno alternativo de la biela
Cuña • Se forma por dos planos inclinados opuestos, las conocemos comúnmente como punta, su función principal es introducirse en una superficie. • Ejemplo: Flecha, hacha, navaja, pica-hielo, cuchillo.
Palanca • Es una barra rígida con un punto de apoyo, a la que se aplica una fuerza y que, girando sobre el punto de apoyo, vence una resistencia. VIDEO
«Dadme un punto de apoyo y moveré el mundo» Arquímedes – Siglo III A.C
Plano Inclinado • En el plano inclinado se aplica una fuerza para vencer la resistencia vertical del peso del objeto a levantar. • Cuando el ángulo del plano inclinado es más pequeño se puede levantar más peso con una misma fuerza aplicada pero, a cambio, la distancia a recorrer será mayor.
Polea • La polea simple transforma el sentido de la fuerza; aplicando una fuerza descendente se consigue una fuerza ascendente. • El valor de la fuerza aplicada y la resultante son iguales, pero de sentido opuesto. • En un polipasto la proporción es distinta. VIDEO
Tuerca-Husillo • El mecanismo tuerca husillo trasforma un movimiento giratorio aplicado a un volante o manilla, en otro rectilíneo en el husillo, mediante un mecanismo de tornillo y tuerca.
Polipastos • Máquina que se utiliza para levantar o mover una carga con gran ventaja mecánica. • Se necesita aplicar una fuerza mucho menor al peso que hay que mover. • lleva dos o mas poleas para minimizar el esfuerzo.
Polipasto con una polea móvil El peso se reparte entre las dos cuerdas. R = 120 N F = ? n = 1 La fuerza que tenemos que hacer es: F = R/2 n F = 120/ 2 → F = 60 N
Polipastos Es un polipasto con dos poleas móviles. El peso se reparte entre las dos poleas, y cada polea reparte su peso entre las dos cuerdas, luego: R = 120 N F = ? n = 2 F = R /2 n → F = 120 /2 · 2 → F = 30 N
Palanca Palanca de segundo grado En una palanca de segundo grado, la resistencia está entre el punto de apoyo y la fuerza. R = 120 N F = ? BR = 1 m BF = 1 m + 3 m = 4 m Aplicando la ley de la palanca y sustituyendo: F · BF = R · BR F · 4 = 120 · 1 → F = 30 N
Conclusiones Maquinas • Todas las máquinas simples convierten una fuerza pequeña en una grande, o viceversa. • Algunas convierten también la dirección de la fuerza. • La relación entre la intensidad de la fuerza de entrada y la de salida es la ventaja mecánica.
Conclusiones Maquinas • A menudo, una herramienta consta de dos o más máquinas o artefactos simples, de modo que las máquinas simples se usan habitualmente en una cierta combinación, como componentes de máquinas más complejas.
Torque de una fuerza Física 10º - I.E.E Docente: Robinson Usma B
