Primera Ley de movimiento de Newton
Lo que establece la Primera ley de movimiento de Newton es lo siguiente:
En ausencia de fuerzas externas un objeto en reposo permanecerá en reposo y un objeto en movimiento continuará en movimiento a velocidad constante (esto es, con rapidez constante en línea recta).
Otra forma de establecer la misma premisa puede ser:
Todo objeto continuará en su estado de reposo o movimiento uniforme en línea recta a menos que sea obligado a cambiar ese estado debido a fuerzas que actúan sobre él.
Una explicación para esta ley es que establece que si la fuerza neta sobre un objeto es cero, si el objeto está en reposo, permanecerá en reposo y si está en movimiento permanecerá en movimiento en línea recta con velocidad constante.
Gravedad
La aceleración causada por la gravedad, denominada aceleración de gravedad, varía de un lugar a otro en la Tierra. A mayores latitudes, la aceleración es mayor. La razón de ello, la discutiremos en lecciones próximas. Sin embargo, para fines de cálculos matemáticos utilizamos el valor de 9.81 m/s².
Fuerza Aplicada
La fuerza de empuje o "thrust" es un concepto muy relacionado a la Tercera Ley de Newton. Por ejemplo la fuerza que se ejerce contra un rifle o pistola y lo que lo hace retroceder es exactamente igual en magnitud a la fuerza que impulsa la bala. ¿Por qué la bala acelera más que el rifle?
SIMULADOR
Segunda Ley de Newton
La Segunda Ley de Newton establece lo siguiente:
Una buena explicación para misma es que establece que siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce una fuerza sobre el primero cuya magnitud es igual, pero en dirección contraria a la primera. También podemos decir que la segunda ley de Newton responde la pregunta de lo que le sucede a un objeto que tiene una fuerza resultante diferente de cero actuando sobre el.
La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.
De esta forma podemos relacionar la fuerza y la masa de un objeto con el siguiente enunciado:
Una buena explicación para misma es que establece que siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce una fuerza sobre el primero cuya magnitud es igual, pero en dirección contraria a la primera. También podemos decir que la segunda ley de Newton responde la pregunta de lo que le sucede a un objeto que tiene una fuerza resultante diferente de cero actuando sobre el.
Fuerza de Tensión
La tensión T es la fuerza que puede existir debido a la interacción en un resorte, cuerda o cable cuando está atado a un cuerpo y se jala o tensa. Esta fuerza ocurre hacia fuera del objeto y es paralela al resorte, cuerda o cable en el punto de la unión.
La fuerza de gravedad y el peso
Todos los objetos son atraídos hacia la Tierra. La fuerza ejercida por la Tierra sobre los objetos se denomina fuerza de gravedad. La gravedad es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Nadie realmente conoce exactamente porqué esta fuerza jala los objetos unos hacia los otros. La masa de los objetos y la distancia entre ellos afectan la magnitud de la fuerza gravitacional. A mayor masa de los objetos y a menor distancia entre ellos mayor es la intensidad de esa fuerza. Masas gigantes pueden atraer con mayor fuerza, mientras que a mayor separación las fuerzas se debilitan.
La gravedad de la tierra empuja los objetos hacia el centro de la tierra y a su magnitud se le llama peso del objeto. Cuando un objeto está en caída libre experimenta una aceleración g que actúa hacia el centro de la Tierra. Al aplicar la Segunda Ley de Newton ΣF=ma al objeto de masa m en caída libre, con a = g y ΣF = Fg, se obtiene:
Fuerza electromagnética
La fuerza electromagnética es una interacción que ocurre entre las partículas con carga eléctrica. Desde un punto de vista macroscópico y fijado un observador, suele separarse en dos tipos de interacción, la interacción electrostática, que actúa sobre cuerpos cargados en reposo respecto al observador, y la interacción magnética, que actúa solamente sobre cargas en movimiento respecto al observador.
Las partículas fundamentales interaccionan electromagnéticamente mediante el intercambio entre partículas cargadas. La electrodinámica cuántica proporciona la descripción cuántica de esta interacción, que puede ser unificada con la interacción nuclear débil según el modelo actual.
SIMULADOR.
Tercera ley de Newton
La tercera ley de Newton establece lo siguiente:
Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero. Con frecuencia se enuncia como "A cada acción siempre se opone una reacción igual". En cualquier interacción hay un par de fuerzas de acción y reacción, cuya magnitud es igual y sus direcciones son opuestas. Las fuerzas se dan en pares, lo que significa que el par de fuerzas de acción y reacción forman una interacción entre dos objetos.
Otra forma de verlo es la siguiente:
Si dos objetos interactúan, la fuerza F12, ejercida por el objeto 1 sobre el objeto 2, es igual en magnitud y opuesta en dirección a la fuerza F21 ejercida por el objeto 2 sobre el objeto 1:
Fricción
La fricción es una fuerza de contacto que actúa para oponerse al movimiento deslizante entre superficies. Actúa paralela a la superficie y opuesta al sentido del deslizamiento. Se denomina como Ff . La fuerza de fricción también se le conoce como fuerza de rozamiento.
La fricción ocurre cuando dos objetos se deslizan entre sí o tienden a deslizarse. Cuando un cuerpo se mueve sobre una superficie o a través de un medio viscoso, como el aire o el agua, hay una resistencia al movimiento debido a que el cuerpo interactúa con sus alrededores. Dicha resistencia recibe también el nombre de fricción. Podemos observar el siguiente ejemplo:
Observa que el hombre realiza una fuerza sobre el objeto a la cual llamamos fuerza de empuje, también podemos llamarle fuerza aplicada. Podemos asumir que el objeto se desliza a la derecha, sin que haya rotación. La dirección de la fuerza, también es a la derecha, mientras que la fricción se dirige a la izquierda. En otras palabras la fuerza de fricción actúa paralela a la superficie y en contra del movimiento.
La forma general de escribir la ecuación para la fuerza de fricción es de la siguiente manera:
Fricción estática
Fricción cinética
Observa que el hombre realiza una fuerza sobre el objeto a la cual llamamos fuerza de empuje, también podemos llamarle fuerza aplicada. Podemos asumir que el objeto se desliza a la derecha, sin que haya rotación. La dirección de la fuerza, también es a la derecha, mientras que la fricción se dirige a la izquierda. En otras palabras la fuerza de fricción actúa paralela a la superficie y en contra del movimiento.
La forma general de escribir la ecuación para la fuerza de fricción es de la siguiente manera:
Fricción estática
Ff=μsFN
Fricción cinética
Ff=μkFN
Fuerza centrípeta
La fuerza centrípeta es una fuerza dirigida hacia el centro. Hace que el cuerpo siga una trayectoria circular. Cuando un objeto se mueve a través de una curva, este se acelera ya que la velocidad cambia continuamente su dirección.
El término centrípeta proviene del "latin centrum", que significa centro y "petere", que significa dirigirse hacia. En otras palabras significa dirigirse hacia el centro. Esta fuerza puede ser obtenida a partir de las leyes de Newton. La fuerza centrípeta siempre actúa en forma perpendicular a la dirección del movimiento del cuerpo sobre el cual se aplica.
La ecuación que describe el movimiento es:
Fuerza normal
La fuerza normal es un tipo de fuerza de contacto ejercida por una superficie sobre un objeto. Esta actúa perpendicular y hacia afuera de la superficie.
Supongamos que un bloque de masa m o los libros de la imagen de la derecha. Están en reposo sobre una superficie horizontal como se muestra en la figura, las únicas fuerzas que actuán sobre él son su peso y la fuerza de contacto de la superficie. La fuerza ejercida por la superficie soporta el bloque, manteniéndolo en reposo. Como la aceleración del bloque es cero, esto significa que la fuerza de contacto es la fuerza normal N , porque tiene dirección perpendicular, o normal, a la superficie, así en la figura N = mg . La fuerza normal, la reacción del plano o fuerza que ejerce el plano sobre el bloque depende del peso del bloque, la inclinación del plano y de otras fuerzas que se ejerzan sobre el bloque.
La fuerza normal (FN o N) se define como la fuerza de igual magnitud y dirección, pero diferente sentido, que ejerce una superficie sobre un cuerpo apoyado sobre la misma.
Cuando un cuerpo está apoyado sobre una superficie, ejerce una fuerza sobre ella cuya dirección es perpendicular a la superficie. De acuerdo con La tercera ley de Newton: Principio de Acción y Reacción, la superficie debe ejercer sobre el cuerpo una fuerza de la misma magnitud y dirección, pero de sentido contrario. Las fuerzas debido al contacto son siempre perpendiculares (o normales) a la superficie de contacto.
En general, la magnitud de la fuerza normal es la proyección del peso del cuerpo, , sobre la superficie, de esta manera, el vector de la fuerza normal se encuentra multiplicando la masa por g, la gravedad, de manera que:
FN = mg
La fuerza normal no es un par de reacción del peso, sino una reacción de la superficie a la fuerza que un cuerpo ejerce sobre ella.
