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Dinámica: Segunda ley de Newton del movimiento UNIVERSIDAD NACIONAL DE MAR DEL PLATA. FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS. BALCARCE Ing. Agr. (M.Sc). María Natalia Cassino. Profesora Adjunta. MASA CONSTANTE Y FUERZA VARIABLE PARA UNA MASA CONSTANTE, SI ALTERAMOS LA MAGNITUD DE LA FUERZA NETA, LA ACELERACIÓN CAMBIA EN LA MISMA PROPORCIÓN. MASA VARIABLE Y FUERZA CONSTANTE SI LA FUERZA NETA ES CONSTANTE, LA ACELERACIÓN ES INVERSAMENTE PROPORCIONAL A LA MASA Segunda Ley del movimiento de Newton: Si una fuerza externa neta actúa sobre un cuerpo, éste se acelera. La dirección de aceleración es la misma que la de la fuerza neta. El vector de fuerza neta es igual a la masa del cuerpo multiplicada por su aceleración. ΣF= m a a= ΣF m La aceleración es directamente proporcional a la fuerza neta e inversamente proporcional a la masa ΣF= Fuerza resultante m:= masa a= aceleración Es una magnitud escalar. Expresa la cantidad de materia que posee un cuerpo.Masa Unidades: CGS: gramo masa (g) SI ( MKS): Kilogramo masa (Kg) Inglés: Slug (lb s2/pie) TG: Unidad técnica de masa (UTM) (Kg s2/m) Medida de la inercia u oposición que muestra un objeto en respuesta a algún esfuerzo para ponerlo en movimiento, detenerlo o cambiar de cualquier forma su estado de movimiento. Se mide con una balanza. Peso Es una magnitud vectorial. Es la fuerza con que la tierra atrae un cuerpo. W= m g Unidades: CGS: dina (dyn) (g cms-2) SI ( MKS): newton (N) (kg m s-2) Inglés: Libra (lb) TG: Kgf Para medirlo se usa un dinamómetro W= mg W ΣF= ma W= Peso m:= masa g= aceleración de la gravedad Variación de la gravedad “g” con la ubicación g= 9,80 m s-2 W= 1 Kg . 9,80 m s-2 W= 9,80 N g= 1,62 m s-2 W= 1 Kg . 1,62 m s-2 W= 1,62 N Su masa seguirá siendo 1 Kg Unidades de Fuerza dina: es la unidad de fuerza en el sistema CGS Es la fuerza que aplicada a una masa de un gramo, le proporciona una aceleración de un centímetro por segundo al cuadrado. Se representa como dyn. dyn= g cm s-2 newton: es la unidad de fuerza en el sistema Internacional Es la fuerza que aplicada a una masa de 1 kg, le proporciona una aceleración de un metro por segundo al cuadrado. Se representa como N. N= kg m s-2 Relación entre dina y newton 1 N= 100000 dyn N= kg m s-2 dyn= g cms-2 N= 1000 g . 100 cm s-2 N= 100000 g cm s-2 N= 1 x 105 g cm s-2 cgs SI (MKS) Técnico gravitacional Longitud Centímetro (cm) Metro (m) Metro (m) Tiempo Segundo (s) Segundo (s) Segundo (s) Velocidad cm/s m/s m/s Aceleración cm/s2 m/s2 m/s2 Masa gramo masa (g) kilogramo masa (kg) Unidad técnica de masa (UTM) kg s2/m Fuerza o peso Dina (dyn) g cm / s2 Newton (N) kg m / s2 kilogramo fuerza (kgf) Trabajo y energía Ergio (erg) (Dina cm) Joule (J) (Newton m) Kilográmetro (kgm) Potencia erg/s Watt (W) (J/s) kgm/s Densidad g/cm3 kg/m3 UTM/m3 Peso específico dyn/cm3 N/m3 kg/m3 Presión dyn/cm2 Pa = N/m2 kg/m2 Masa Peso ➢Magnitud escalar ➢Unidades: g- Kg– Slug- UTM ➢Es constante ➢Se mide con balanza ➢Magnitud vectorial ➢Varía con “g” ➢Unidades: N- dyn- kg- lb ➢Se mide con dinamómetro Cálculo de aceleración Un trabajador aplica una fuerza horizontal constante con magnitud de 20 N a una caja de 40 kg que descansa en un piso plano con fricción despreciable. ¿Qué aceleración sufre la caja? Plantear: 1) Elegir sistema de coordenadas 2) Identificar las fuerzas que actúan sobre el cuerpo Identificar: Intervienen fuerza y aceleración. Emplear Segunda Ley de Newton Ejecutar “Muestreo de tubérculos de papa”. Una tesista del grupo de Fertilidad de suelos realiza ensayos de papa implantados en lotes de productores en la ciudad de Mar del Plata. A la madurez del cultivo, se realiza la cosecha de los tratamientos. Los tubérculos cosechados son colocados en bolsas cerradas y rotuladas. Las bolsas son colocadas en un carro, siendo la masa total de 300 kg. Una vez finalizada la tarea, la tesista emprende su vuelta hacia la Facultad de Ciencias Agrarias para procesar las muestras. A- El carro asciende por un camino que posee una pendiente de 20o con respecto a la horizontal, tirado por una camioneta que realiza una fuerza F constante paralela a la superficie del plano inclinado. El coeficiente de rozamiento cinético entre las superficies es 0,2. Teniendo en cuenta que el carro parte del reposo en la base del camino y que alcanza una velocidad de 20 m s-1 después de recorrer 150 metros, responde el siguiente cuestionario: 1- Dibuje un bosquejo aproximado de la situación. 2- ¿Cuáles son las fuerzas que actúan sobre el carro? ¿Son constantes o variables? Realice un diagrama de cuerpo libre. 3- ¿Qué tipo de movimiento posee el carro? Explique brevemente. 4- ¿Cuál es la intensidad de la fuerza realizada por la camioneta? B-Si luego de alcanzar el punto mas alto del plano, el carro se desprende de la camioneta y sigue su trayectoria por un camino horizontal (el coeficiente de rozamiento cinético entre las superficies es 0,2) , responde las siguientes preguntas: 1- ¿Qué ocurre con el carro? 2- ¿Cuáles son las fuerzas que actúan sobre el carro? Realice un nuevo diagrama de cuerpo libre. 3- Determine el desplazamiento total del carro hasta que finaliza su recorrido. Muchas gracias!
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