MORENOTORRESYOLANDAA01_T3 - Yolanda Moreno torres (1)

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UNIVERSIDAD JUAREZ AUTONOMA DE TABASCO DIVISION ACADEMICA DE CIENCIAS BIOLOGICAS 
 YOLANDA MORENO TORRES
MECANICA
FILEMON BAEZA VIDAL
ING. AMBIENTAL
192G24044
Índice
Introducción 
3.1 Primera ley de Newton 
3.2 Tercera ley de Newton 
3.3 El peso, la fuerza gravitatoria de la tierra
 3.4 Fuerzas de rozamiento 
3.5 Momento de una fuerza
 3.6 Equilibrio traslacional y rotacional
 3.7 Aplicaciones de las leyes de Newton.
Conclusión 
Introducción 
Para entender mejor el fenómeno del movimiento debemos conocer cuáles son las causas que lo producen. Detrás de gestos simples, como empujar una silla o recoger tu maleta del suelo, entran en juego leyes precisas que vamos a presentar en este tema.
La dinámica es la parte de la Física que se encarga del estudio de estas cuestiones. En este tema haremos una primera introducción a las leyes de Newton, utilizando para ello aritmética, álgebra y vectores a un nivel básico. Te recomendamos que estés familiarizado con el concepto y las fórmulas básicas de cinemática estudiadas en temas anteriores.
Primera Ley de Newton
La primera ley de Newton, establece que un objeto permanecerá en reposo o con movimiento uniforme rectilíneo al menos que sobre él actúe una fuerza externa. Puede verse como un enunciado de la ley de inercia, en que los objetos permanecerán en su estado de movimiento cuando no actúan fuerzas externas sobre el mismo para cambiar su movimiento. Cualquier cambio del movimiento implica una aceleración y entonces se aplica la Segunda ley de Newton; De hecho, la primera ley de Newton es un caso especial de la segunda ley, en donde la fuerza neta externa es cero.
La primera ley de Newton, contiene implicaciones sobre la simetría fundamental del Universo, en la que el estado de movimiento en línea recta debe considerarse tan natural como el estado de reposo. Si un objeto está en reposo respecto de un marco de referencia, aparecerá estar moviéndose en línea recta para un observador que se esté moviendo igualmente en línea recta respecto del objeto. No hay forma de saber que marco de referencia es especial, de modo que, todos los marcos de referencias de velocidad rectilínea.
Ejemplo de Fuerza Centrípeta
La cuerda debe proveer la fuerza centrípeta necesaria para mover la bola en círculo. Si la cuerda se rompe, la bola seguirá moviéndose en línea recta hacia adelante. El movimiento en línea recta en ausencia de fuerzas externas es un ejemplo de la primera ley de Newton. El ejemplo presupone que no actúan ninguna otra fuerza neta externa como podría ser la fricción sobre una superficie horizontal. El círculo vertical es más complejo.
La tercera ley de newton 
La Tercera Ley de Newton también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que, si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.
En términos más explícitos: La tercera ley expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza de igual intensidad y dirección, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo.
Dicho de otra forma, las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta. Matemáticamente la tercera ley del movimiento de Newton suele expresarse como sigue: F1 = F2' Por lo que, F1 es la fuerza que actúa sobre el cuerpo 1 y F2' la fuerza reactiva que actúa sobre el cuerpo 2.
Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba.
Cuando empujamos a una persona, un automóvil, etc , nosotros también nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona o el automóvil hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros.
Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre sí, puesto que actúan sobre cuerpos distintos.
Este principio presupone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en el espacio (lo cual requeriría velocidad infinita), y en su formulación original no es válido para fuerzas electromagnéticas puesto que estas no se propagan por el espacio de modo instantáneo, sino que lo hacen a velocidad finita "c".
Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas. Por lo demás, cada una de esas fuerzas obedece por separado a la segunda ley de Newton.
El peso, la fuerza gravitatoria de la tierra 
El peso es una fuerza gravitatoria ejercida por la aceleración de la tierra (u otro planeta).
A diferencia de la masa, el peso depende de la gravedad y de la distancia a la cual se encuentre el cuerpo.
El peso es una fuerza y por la segunda ley de Newton se calcula como masa por aceleración, siendo la misma la correspondiente a la gravedad de la tierra y por lo tanto la llamamos "g" en vez de "a".
P  =  Peso [N].
m =  Masa [kg].
g  =  Aceleración de la gravedad [m/s2].
El peso es una fuerza ejercida sobre distintos cuerpos y como toda fuerza tiene su par de reacción, que en el caso del peso, ese par se encuentra en la tierra.
Fuerza de rozamiento 
La fuerza de rozamiento es una fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto y es una fuerza muy importante cuando se estudia el movimiento de los cuerpos. Es la causante, por ejemplo, de que podamos andar (cuesta mucho más andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento como, por ejemplo, un suelo rugoso).
Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que están en contacto. Hablamos entonces de Fuerza de rozamiento estática. Por ejemplo, si queremos empujar un armario muy grande y hacemos una fuerza pequeña, el armario no se moverá. Esto es debido a la fuerza de rozamiento estática que se opone al movimiento. Si aumentamos la fuerza con la que empujamos, llegará un momento en que superemos está fuerza de rozamiento y será entonces cuando el armario se pueda mover, tal como podemos observar en la animación que os mostramos aquí. Una vez que el cuerpo empieza a moverse, hablamos de fuerza de rozamiento dinámica. Esta fuerza de rozamiento dinámica es menor que la fuerza de rozamiento estática.
La experiencia nos muestra que:
· la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos no depende del tamaño de la superficie de contacto entre los dos cuerpos, pero sí depende de cuál sea la naturaleza de esa superficie de contacto, es decir, de que materiales la formen y si es más o menos rugosa.
· la magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contacto es proporcional a la normal entre los dos cuerpos, es decir:
Fr = m·N
donde m es lo que conocemos como coeficiente de rozamiento.
Hay dos coeficientes de rozamiento: el estático, me, y el cinético, mc, siendo el primero mayor que el segundo:
me > mc
Momentos de una fuerza 
En general, tal como decíamos, una fuerza intenta provocar un desplazamiento o deformación en el cuerpo sobre el que se aplica. La estructura tratará de impedir el movimiento o la deformación, contraponiéndole una fuerza del mismo valor (módulo), misma dirección y de sentido contrario. (Es lo que nos dice la tercera ley de Newton). Sin embargo, en muchas ocasiones el punto de aplicación de la fuerza no coincide con el punto de aplicación en el cuerpo. En este caso la fuerza actúa sobre el objeto y su estructura a cierta distancia, mediante un elemento que traslada esa acción de esta fuerza hasta el objeto.
A esa combinación de fuerza aplicada por la distancia al punto de la estructura donde se aplica se le denomina momento de la fuerza F respecto al punto. El momento va a intentar un desplazamiento de giro o rotación del objeto. A la distancia de la fuerza al punto de aplicación se le denomina brazo.Matemáticamente se calcula mediante la expresión
Siendo F la fuerza en Newton (N), d la distancia en metros (m) y M el momento, que se mide en Newton por metro (Nm).
Existen muchos casos en los que aparecen momentos que producen o intentan producir movimientos de rotación, como en el caso de abrir una puerta, girar un volante, etc.…
Cuando las fuerzas que provocan el momento son acciones, el momento es también una acción o solicitación. Siguiendo la misma condición e equilibrio, para que una estructura de un objeto esté en equilibrio, tiene que responder a la acción de un momento con otro del mismo valor y de sentido contrario. En este caso, si el momento que actúa busca la rotación hacia la derecha, la reacción será un momento que busque la rotación hacia la izquierda, y viceversa.
Equilibrio traslacional y rotacional 
Condiciones de equilibrio: Para que un cuerpo se encuentre en equilibrio, se requiere que la sumatoria de todas las fuerzas o torcas que actúan sobre él sea igual a cero. Se dice que todo cuerpo tiene dos tipos de equilibrio, el de traslación y el de rotación.
Traslación: Es aquel que surge en el momento en que todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo se nulifican, o sea, la sumatoria de las mismas sea igual a cero.
EFx = 0
EFy = 0
Rotación: Es aquel que surge en el momento en que todas las torcas que actúan sobre el cuerpo sean nulas, o sea, la sumatoria de las mismas sea igual a cero.
EMx= 0
EMy= 0
Aplicaciones: Se utiliza en todo tipo de instrumentos en los cuales se requiera aplicar una o varias fuerzas o torques para llevar a cabo el equilibrio de un cuerpo. Entre los instrumentos más comunes están la palanca, la balanza romana, la polea, el engrane, etc.
Aplicaciones de las leyes de Newton (GIE)
Al constituir los fundamentos de toda la dinámica de la partícula y de los sistemas, las aplicaciones de las leyes de Newton son ilimitadas.
No obstante, al estudiar los problemas típicos de la dinámica de la partícula, existen una serie de elementos que aparecen con frecuencia, individualmente o de forma combinada. Por ello, conviene analizar con una cierta extensión los aspectos fundamentales de estas aplicaciones, dejando para la parte de problemas las combinaciones de diferentes elementos.
Así, son elementos comunes:
El movimiento de los cuerpos por acción de la gravedad.
Los sólidos elásticos (resortes) y otros sistemas oscilantes (como péndulos).
Las fuerzas de reacción que actúan partículas que se hallan sobre superficies u obligadas a moverse a lo largo de una curva.
La presencia de varillas rígidas o hilos flexibles (péndulos y poleas).
El rozamiento, seco o viscoso.
Conclusión 
De las leyes de Newton podemos sintetizar que en ausencia de fuerzas, un cuerpo en descanso seguirá en descanso, y un cuerpo moviéndose a una velocidad constante en línea recta, lo continuará haciendo indefinidamente. Cuando se aplica una fuerza a un objeto este se acelera, la aceleración es en dirección a la fuerza y proporcional a su intensidad y es inversamente proporcional a la masa que se mueve: a = k(F/m) donde k es algún número, dependiendo de las unidades en que se midan F, m y a. Con unidades correctas (volveremos a ver esto), k = 1 dando a = F/m ó en la forma en que se encuentra normalmente en los libros de texto F = m a De forma más precisa, deberíamos escribir F = ma siendo F y a vectores en la misma dirección. No obstante, cuando se sobreentiende una dirección única, se puede usar la forma simple. "La ley de la reacción" enunciada algunas veces como que "para cada acción existe una reacción igual y opuesta". En términos más explícitos: "Las fuerzas son siempre producidas en pares, con direcciones opuestas y magnitudes iguales. Si el cuerpo nº 1 actúa con una fuerza F sobre el cuerpo nº 2, entonces el cuerpo nº 2 actúa sobre el cuerpo nº 1 con una fuerza de igual intensidad y dirección opuesta."
Bibliografía 
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Fuerza de rozamiento. (s. f.). razonamiento. Recuperado 31 de octubre de 2020, de https://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/froz.html
Fuerza gravitatoria y peso - FisicaPractica.Com. (s. f.). física practica. Recuperado 31 de octubre de 2020, de https://www.fisicapractica.com/fuerza-gravitatoria.php#:%7E:text=El%20peso%20es%20una%20fuerza,tierra%20(u%20otro%20planeta).&text=El%20peso%20es%20una%20fuerza%20y%20por%20la%20segunda%20ley,P%20%3D%20Peso%20%5BN%5D.
EcuRed. (s. f.). Tercera Ley de Newton - EcuRed. Recuperado 31 de octubre de 2020, de https://www.ecured.cu/Tercera_Ley_de_Newton
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