Presentación de las leyes de newton 123

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República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño Extensión: Caracas Cátedra: Mecánica Aplicada Carrera: (45) Ingeniería Industrial Ejercicios de las leyes de Newton Profesor : Ing. Víctor Mendoza Alumna: Betania Hernández C.I: 26012217

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República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño Extensión: CaracasCátedra: Mecánica Aplicada Carrera: (45) Ingeniería Industrial

Ejercicios de las leyes de Newton

Profesor :Ing. Víctor Mendoza

Alumna: Betania Hernández C.I: 26012217

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Fue un físico, filósofo, teólogo,

inventor alquimista y matemático ingles. Considerado uno de los más grandes científicos de la historia , que hizo importantes aportaciones en muchos campos de la ciencia. Entre sus obras más famosas se pueden citar “ Philosophiae Naturalis” “ Principia Mathemática” donde describió la Ley de gravitación Universal y estableció las bases de la mecánica, mediante las Leyes que llevaron su nombre.

Entre sus otros descubrimientos científicos destacan los trabajos sobre la naturaleza de la luz y la óptica ( que se presentan principalmente en el Opticks) y el desarrollo del calculo matemático.

Isaac Newton ( 1642-1727)

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Leyes de Newton Leyes de Newton, conocidas también

como leyes del movimiento de Newton.

Son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos, que revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo.

Newton afirmo que sus leyes estaban basadas en observaciones y experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones más básicas. La demostración de su validez radica en sus predicciones… La validez de esas predicciones fue verificada en todos y cada uno de los casos durante más de dos siglos.

Primera Ley de Newton o Ley de la Inercia

Segunda Ley de Newton o Ley de fuerza

Tercera Ley de Newton o Ley de Acción y Reacción

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Primera Ley de Newton o Ley de la inercia

La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo solo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que:“Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.” Formula: Esta primera ley sirve para definir un tipo especial de sistema conocido como “ Sistema de referencia inerciales "que son aquellos sistema de referencia desde lo que se observa que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuya resultante no sea nula. Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos constante mente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la fricción.

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Sistema de referencia inercial Es un sistema de coordenada que esta en reposo o moviéndose con

velocidad constante .El concepto de sistema de referencia inercial no fue establecido

hasta dos siglos después de la formulación de las leyes de Newton (1687)

Las leyes de Newton son válidas solo en sistema de referencias inerciales.

Note que la tierra, la cual rota diariamente y orbita alrededor del sol, es solo una aproximación a un sistema de referencia inercia.

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Ejemplos cotidianosEjemplo: Donde se pone de manifiesto la Ley de Inercia: Cuando un caballo se detiene de repente con toda seguridad el jinete seguirá moviéndose y se caerá si no se agarra con fuerza.

Ejemplo: Es cuando vas en una moto o carro con tu amigo y frenas bruscamente; entonces el cuerpo de tu compañero tiende a irse hacia adelante. Por el contrario, cuando el vehículo arranca el se va hacia atrás.

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Ejercicio de la primera Ley

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Segunda Ley de Newton o Ley de Fuerza

La segunda ley del movimiento de Newton dice que:“El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime”La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera: F = m a

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Ejemplos cotidianos: Ejemplo: Si un carro de tren en movimiento, con una carga, se

detiene súbitamente sobre sus rieles, porque tropezó con un obstáculo, su carga tiende a seguir desplazándose con la misma velocidad y dirección que tenía en el momento del choque.

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Ejemplo: Una pelota de fútbol es impulsada con una velocidad determinada hacia arriba según la línea roja segmentada del dibujo, seguiría en esa misma dirección si no hubiesen fuerzas que tienden a modificar estas condiciones.Estas fuerzas son la fuerza de gravedad terrestre que actúa de forma permanente y está representada por las pesas en el dibujo, y que son las que modifican la trayectoria original. Por otra parte, también el roce del aire disminuye la velocidad inicial.

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Ejercicio de la Segunda Ley

Ejercicio : Un carrito con su carga tiene una masa de 25 Kg. Cuando sobre él actúa, horizontalmente, una fuerza de 80 N adquiere una aceleración de 0,5 m/s2. ¿Qué magnitud tiene la fuerza de rozamiento Fr que se opone al avance del carrito?Solución:

La fuerza F, que actúa hacia la derecha, es contrarrestada por la fuerza de roce Fr, que actúa hacia la izquierda. De esta forma se obtiene una resultante F – Fr que es la fuerza que produce el movimiento.

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Si aplicamos la segunda ley de Newton se tiene: 

Sustituyendo F, m y a por sus valores nos queda 80 N – Fr = 25 Kg. ( 0,5 m/s2)  80 N – Fr = 12,5 N Si despejamos Fr nos queda: Fr = 80 N – 12,5 N Fr = 67,5 N

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Tercera Ley de Newton o Ley de Acción y Reacción

 Expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, este realiza una fuerza de igual intensidad y dirección, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y opuestas en sentido.La formulación original de Newton es :“Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: quiere decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto”.

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Ejemplos Cotidianos Ejemplo: Las fuerzas a distancia no son una excepción, como la fuerza que la Tierra ejerce sobre la Luna y viceversa, su correspondiente pareja de acción y reacción.

Ejemplo: Cuando una persona intenta empujar un auto atascado. Mientras que este ejerce una fuerza en un sentido, el auto reacciona ejerciendo una equivalente, pero en sentido opuesto.

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Ejercicios de la tercera leyEjercicio 2: Dos cajas de 20 y 30 kg de masa respectivamente,

se encuentran apoyadas sobre una superficie horizontal sin rozamiento, una apoyada en la otra. Si empujamos el conjunto con una fuerza de 100 N. ¿ cuál es la aceleración de cada masa ? ¿ Qué fuerza ejercerá cada caja sobre la otra ?

SoluciónDe acuerdo con la tercera ley de newton, sobre la caja 1 actuán las fuerzas F y F21 en la dirección horizontal y sobre la caja 2 , la F12 en la misma dirección. En módulo F21=F12

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Aplicando la 2a ley de newton F=m .a ; a cada caja: 1ª caja : F-F21 = m1. a2ª caja: F12 = m2 . a Sumando: F=(m1+ m2) . a ; 100 = (20 +30) . a ; a= m/ s 2 Y sustituyendo F12 = m2 . a = 20.2 = 40 N, fuerza que ejerce la caja 1 sobre la caja 2 La fuerza que ejerce la caja 2 sobre la 1 es igual en módulo y dirección y de sentido contrario.