Vista previa del material en texto
D IN Á M IC A D IN Á M IC A E st ud ia la s ca us as d el m ov im ie nt o. D in ám ic a ⇒ Le ye s de N ew to n Pr im er a Se gu nd a Te rc er a P ri m er a L ey d e N ew to n o de la I ne rc ia In er ci a: T en de nc ia d e un c ue rp o a pe rm an ec er e n su e st ad o de m ov im ie nt o o de n o m ov im ie nt o. 𝑃 = 𝑚 Ԧ𝑣 M om en to M om en tu m C an tid ad d e m ov im ie nt o lin ea l Ím pe tu 𝑃 = 𝐾 𝑔 𝑚 𝑠 𝒗 𝟏 𝒗 𝟐 𝑷 𝒔𝒊 𝒔𝒕 = 𝒊= 𝟏𝒏 𝒎 𝒊𝒗 𝒊 Se gu nd a L ey d e N ew to n 𝑭 = 𝒎 𝒂 𝑃 = 𝑚 Ԧ𝑣 Ԧ 𝐹 = 𝑑𝑃 𝑑 𝑡 = 𝑑 𝑑𝑡 (𝑚 Ԧ𝑣) = 𝑚 𝑑 Ԧ𝑣 𝑑𝑡 + Ԧ𝑣 𝑑𝑚 𝑑 𝑡 = 𝑚 Ԧ𝑎 Ԧ 𝐹 = 𝑚 Ԧ𝑎 = 𝑑𝑃 𝑑 𝑡 0 m 𝑭 𝟏 𝑭 𝟐 𝑭 𝟑 𝒂 𝟏𝒂 𝟐 𝒂 𝟑 Pr in ci pi o de s up er po si ci ón Ԧ 𝐹 1 + Ԧ 𝐹 2 + Ԧ 𝐹 3 = Ԧ 𝐹 𝑇 = Ԧ 𝐹 𝑅 Ԧ𝑎 1 + Ԧ𝑎 2 + Ԧ𝑎 3 = Ԧ𝑎 𝑇 = Ԧ𝑎 𝑅 Ԧ 𝐹 𝑅 = 𝑚 Ԧ𝑎 𝑅 T er ce ra L ey d e N ew to n 𝒎 𝟏 𝒎 𝟐 𝒓 𝟏 𝟐 𝑭 Τ 𝟐 𝟏 𝑭 Τ 𝟏 𝟐 Ԧ 𝐹 𝑔 = 𝐺 𝑚 1𝑚 2 𝑟 1 2 2 𝑆𝑖 𝑠𝑡 𝑒𝑚 𝑎: 𝑚 1 𝒎 𝟏 𝑭 Τ 𝟐 𝟏 𝐸𝑥 𝑡𝑒 𝑟𝑖 𝑜𝑟 :Ԧ 𝐹 Τ 2 1 𝑆𝑖 𝑠𝑡 𝑒𝑚 𝑎: 𝑚 2 𝒎 𝟐 𝐸𝑥 𝑡𝑒 𝑟𝑖 𝑜𝑟 :Ԧ 𝐹 Τ 1 2 𝑭 Τ 𝟏 𝟐 𝑆𝑖 𝑠𝑡 𝑒𝑚 𝑎: 𝑚 1 𝑦 𝑚 2 𝐸𝑥 𝑡𝑒 𝑟𝑖 𝑜𝑟 : - - 𝒎 𝟏 𝒎 𝟐 𝑭 Τ 𝟐 𝟏 𝑭 Τ 𝟏 𝟐 Ԧ 𝐹 Τ 1 2 + Ԧ 𝐹 Τ 2 1 = 0𝑁 Ԧ 𝐹 Τ 1 2 = Ԧ 𝐹 Τ 2 1 𝜽 3m 4m 𝜽 𝑾 𝒎 = 𝟒𝟎 𝑲 𝒈 𝒏 𝑆𝑖 𝑠𝑡 𝑒𝑚 𝑎: ni ño 𝐸𝑥 𝑡𝑒 𝑟𝑖 𝑜𝑟 : no rm al , p es o C al cu la r: a) L a ac el er ac ió n de l n iñ o. b) L a ve lo ci da d co n la q ue ll eg a el n iñ o al f in al d e la r es ba la di lla . H ip ót es is : N o ha y fr ic ci ón c on la s up er fi ci e. D ia gr am a de c ue rp o lib re 𝜽 𝑾 𝒏 x y D C L − 𝑊 𝑦 𝑊 𝑥 𝒏 90 ° L as f ue rz as n or m al es a pa re ce n po r el co nt ac to c on u na s up er fi ci e y si em pr e so n pe rp en di cu la re s a la s up er fi ci e. 𝑹 x y D ia gr am a R es ul ta nt e (D R ) 𝜃 = ta n− 1 3𝑚 4𝑚 𝜃 = 36 .8 7° 𝑛 + 𝑊 = 𝑅 = 𝑚 Ԧ𝑎 𝑅 𝐹 𝑥 :𝑊 𝑠𝑒 𝑛𝜃 = 𝑚 𝑎 𝑅 ⋯ 1 𝐹 𝑦 :𝑛 − 𝑊 co s𝜃 = 0 ⋯ 2 D e (2 ) 𝑛 = 𝑊 co s𝜃 = 𝑚 𝑔c os 𝜃 𝑛 = 40 𝐾 𝑔 9. 81 𝑚 𝑠2 co s 36 .8 7° 𝑛 = 31 3. 2𝑁 D e (1 ) 𝑊 𝑠𝑒 𝑛𝜃 = 𝑚 𝑎 𝑅 𝑚 𝑔𝑠 𝑒𝑛 𝜃 = 𝑚 𝑎 𝑅 𝑎 𝑅 = 𝑔𝑠 𝑒𝑛 𝜃 = 9. 81 𝑚 𝑠2 𝑠𝑒 𝑛 36 .8 7° 𝑎 𝑅 = 5. 89 𝑚 𝑠2 𝑥 = 𝑥 0 + 𝑣 𝑜 𝑥 𝑡+ 1 2 𝑎 𝑥 𝑡2 = 1 2 𝑎 𝑥 𝑡2 ⋯ 1 𝑣 𝑥 = 𝑣 𝑜 𝑥 + 𝑎 𝑥 𝑡 = 𝑎 𝑥 𝑡 ⋯ 2 𝑣 𝑝 𝑖𝑠 𝑜 = 5. 89 𝑚 𝑠2 𝑡 𝑝 𝑖𝑠 𝑜 ⋯ 1 5 = 1 2 5. 89 𝑡 𝑝 𝑖𝑠 𝑜 2 ⋯ 2 0 0 0 D e (2 ) 𝑡 𝑝 𝑖𝑠 𝑜 = 1. 30 𝑠 Su st itu ye nd o (1 ) 𝑣 𝑝 𝑖𝑠 𝑜 = 5. 89 𝑚 𝑠2 (1 .3 0𝑠 )= 7. 67 𝑚 𝑠 𝑣 𝑝 𝑖𝑠 𝑜 = 7. 67 𝑚 𝑠 Fu er za d e fri cc ió n Ԧ 𝐹 Ԧ 𝐹 F ue rz a qu e se o po ne a l m ov im ie nt o de u n ob je to . Fu er za d e fri cc ió n Ԧ 𝑓 ∼ 𝑛 𝒇 = 𝝁 𝒏 Fr ic ci ón e st át ic a Fr ic ci ón c in ét ic a C oe fic ie nt e de fr ic ci ón 𝒇 𝒔 = 𝝁 𝒔 𝒏 𝒇 𝒄 = 𝝁 𝒄 𝒏 𝜇 = Ԧ 𝑓 𝑛 = 1 𝝁 𝒔 > 𝝁 𝒄 𝑇 𝑾𝒏 x 𝒇 𝒄 3m t= 4s 40 ° 0 7 K g 10 0N Si st em a: c aj a E xt er io r: Fu er za d e 10 0N , p es o, no rm al y fr ic ci ón . yD C L 𝑾𝒏 x 𝒇 40 ° 10 0N 𝑹 x yD R 𝑛 + 𝑊 + Ԧ 𝑓 + 10 0 = 𝑅 𝐹 𝑦 :𝑛 − 𝑚 𝑔 + 10 0𝑠 𝑒𝑛 (4 0° ) = 0 ⋯ 1 𝐹 𝑥 :1 00 co s( 40 °) − 𝑓 𝑐 = 𝑚 𝑎 𝑅 ⋯ 2 𝑛 − 7𝐾 𝑔 9. 81 𝑚 𝑠2 + 10 0𝑠 𝑒𝑛 40 ° = 0 ⋯ 1 10 0c os 40 ° − 𝜇 𝑐 𝑛 = 7𝐾 𝑔 𝑎 𝑅 ⋯ 2 D e (1 ) 𝑛 = 7 9. 81 − 10 0𝑠 𝑒𝑛 (4 0° ) 𝑛 = 4. 39 N D e (2 ) 𝜇 𝑐 = 10 0c os 40 ° − 7𝑎 𝑅 𝑛 𝜇 𝑐 = 10 0c os 40 ° − 7 0. 37 5 4. 39 𝜇 𝑐 = 16 .8 4 𝑥 = 𝑥 0 + 𝑣 𝑜 𝑥 𝑡+ 1 2 𝑎 𝑥 𝑡2 ⋯ 1 𝑣 𝑥 = 𝑣 𝑜 𝑥 + 𝑎 𝑥 𝑡 ⋯ 2 𝑥 = 1 2 𝑎 𝑥 𝑡2 ⋯ 1 𝑣 𝑥 = 𝑎 𝑥 𝑡 ⋯ 2 3 = 1 2 𝑎 𝑥 4 2 𝑎 𝑥 = 6 16 = 3 8 = 0. 37 5 𝑚 𝑠2 60 ° 30 ° 𝑾 𝑻 𝟏 𝑻 𝟐 𝒎 𝒑 = 𝟑𝟎 𝑲 𝒈 ⇒ 𝑇 1 𝑦 𝑇 2 Si st em a: p iñ at a E xt er io r: te ns ió n 1, te ns ió n 2 y el p es o. yD C L 𝑾 x 30 ° x yD R 60 ° 𝑻 𝟏 𝑻 𝟐 𝑇 1 + 𝑇 2 + 𝑊 = 0𝑁 𝐹 𝑥 = 𝑇 1 co s 30 ° − 𝑇 2 co s 60 ° = 0 ⋯ 1 𝐹 𝑦 = 𝑇 1 𝑠𝑒 𝑛 30 ° + 𝑇 2 𝑠𝑒 𝑛 60 ° − 𝑚 𝑔 = 0 ⋯ 2 𝑇 1 co s 30 ° − 𝑇 2 co s 60 ° = 0 𝑇 1 𝑠𝑒 𝑛 30 ° + 𝑇 2 𝑠𝑒 𝑛 60 ° − 30 𝐾 𝑔 9. 81 𝑚 𝑠2 = 0 R es ol vi en do e l s is te m a de e cu ac io ne s 𝑇 1 = 14 7. 15 𝑁 𝑇 2 = 25 4. 87 𝑁