1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN SUPERIOR
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
CARRERA: 43 INGENIERIA ELECTRICA
U.C. FÍSICA I
INTEGRANTE
LUIS RAUL MASABET MARTINEZ.
C.I.V-27.911.677.
PROFESORA: ING. ALIX VILLASMIL.
MÉRIDA, DE JULIO DEL 2020.
2. ¿Qué se entiende como dinámica de una partícula y equilibrio estático?
La Dinámica de una partícula, es un área de la mecánica que estudia las
relaciones entre las causas que originan los movimientos y los efectos y las
propiedades de los movimientos originados.
Mientras que el equilibrio estático, estudia las condiciones de equilibrio
estático de sistema de partículas y cuerpos sobre la base de acciones que actúan
sobre ellos.
¿Qué es fuerza y sus unidades?
En física, la fuerza es una magnitud vectorial que mide la razón de cambio
de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas. Según una
definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de
movimiento o la forma de los materiales. No deben confundirse con los conceptos
de esfuerzo o de energía.
Unidades de fuerza: La unidad de medida según el SI de fuerza es el newton (cuyo
símbolo es N).Es derivada con nombre especial al considerar a Isaac Newton como
el primero que formuló la definición de fuerza, la que se define a partir de la masa y
la aceleración (magnitud en la que intervienen longitud y tiempo).
Formula:
F = m . a
Siendo F la fuerza total que actúa sobre el cuerpo, m la masa y a la aceleración)
Unidades más usuales:
Kilogramo fuerza: Para evitar la confusión entre esta unidad de medida y de masa,
el kilogramo, algunos países como Austria, denomina al kilogramo fuerza con
símbolo (kp).
3. Dina: Unidad de medida de fuerza del Sistema CGS. En los libros alemanes también
la llamada "dina grande" que es igual a 105 dyn o sea un newton.
Sthene: Unidad de medida de fuerza en el sistema MTS (metro, tonelada seg 56,
poundal. Unidad de medida de fuerza en el sistema pie-libra-segundo.
Es la fuerza que imprime una aceleración de un pie por segundo al cuadrado una
masa de una libra (UK, US)(lb(UK, US)).
Explicar las siguientes fuerzas:
Fuerza Normal: Se define como la fuerza que ejerce una superficie sobre un
cuerpo apoyado sobre ella. Esta es de igual magnitud y dirección, pero de
sentido contrario a la fuerza ejercida por el cuerpo sobre la superficie.
Peso: Es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto. El
peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo,
originada por la acción del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo.
Por ser una fuerza, el peso se representa como un vector, definido por su
módulo, dirección y sentido, aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y
dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra. Por extensión de esta
definición, también podemos referirnos al peso de un cuerpo en cualquier
otro astro (Luna, Marte, entre otros) en cuyas proximidades se encuentre.
Fuerza Externa: Dado un cuerpo o sistema de cuerpos se
denominan fuerzas externas a las fuerzas que realizan otros cuerpos o
sistemas sobre el cuerpo o sistema analizado. Las fuerzas externas entre
dos sistemas o cuerpos son siempre iguales y de sentidos opuestos de
acuerdo con la reciprocidad indicada por la 3ª Ley de Newton.
Fuerza de Fricción: La fuerza de fricción o la fuerza de rozamiento es
la fuerza que existe entre dos superficies ásperas en contacto, que se opone
al deslizamiento (fuerza de fricción estática y cinética). Se genera debido a
las imperfecciones, que en mayor parte son microscópicas, entre las
4. superficies en contacto. Estas imperfecciones hacen que la fuerza
perpendicular R entre ambas superficies no lo sea perfectamente, sino que
forme un ángulo con la normal N (el ángulo de rozamiento). Por tanto, la
fuerza resultante se compone de la fuerza normal N (perpendicular a las
superficies en contacto) y de la fuerza de rozamiento F, paralela a las
superficies en contacto.
Fuerza de Tensión: La fuerza es una acción que puede modificar el estado
de reposo o de movimiento de un cuerpo; por lo tanto, puede acelerar o
modificar la velocidad, la dirección o el sentido del movimiento de un cuerpo
dado. La tensión, por su parte, es el estado de un cuerpo sometido a la
acción de fuerzas opuestas que lo atraen
Grafica bajo un diagrama de cuerpo libre (DCL) las fuerzas mencionadas
anteriormente.
¿Determine cuáles son las tres leyes de Newton?
Las leyes enunciadas por Newton, y consideradas como las más importantes de
la mecánica clásica, son tres: la ley de inercia, la relación entre fuerza y
aceleración y la ley de acción y reacción.
Primera ley de Newton o ley de inercia: Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo
no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento
5. rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuya
resultante no sea nula. Newton toma en consideración, así, el que los cuerpos en
movimiento están sometidos constantemente 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 tal a la fricción.
Segunda ley de Newton o ley fundamental de la dinámica: Esta ley se encarga
de cuantificar el concepto de fuerza. La aceleración que adquiere un cuerpo es
proporcional a la fuerza neta aplicada sobre el mismo. La constante de
proporcionalidad es la masa del cuerpo (que puede ser o no ser constante).
Entender la fuerza como la causa del cambio de movimiento y la proporcionalidad
entre la fuerza impresa y el cambio de la velocidad de un cuerpo es la esencia de
esta segunda ley.
Tercera ley de Newton o principio de acción y reacción: La tercera ley de
Newton establece que siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo
objeto, este ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección pero en sentido opuesto
sobre el primero. Con frecuencia se enuncia así: a cada acción siempre se opone
una reacción igual pero de sentido contrario. En cualquier interacción hay un par de
fuerzas de acción y reacción situadas en la misma dirección con igual magnitud y
sentidos opuestos.
Explicar con dos ejemplos cada una de las leyes de Newton.
Primera Ley:
1) Calcular la fuerza que el piso ejerce sobre la caja para no moverse.
Datos:
50
6. N = x
m = 50kg F + F = 0
Solución:
Fy = 0
N = m.g
M = 50 * 9,8 m/s2 = 490
F = 490N
2) Un ladrillo es empujado hacia el suelo y su peso es de 500kg. Encontrar la
fuerza que ejerce.
Datos:
g = 10 m/s2
m = 500 kg
P = m * g
Solución:
P = 500kg * 10 m/s2 = 5000N
P = 5000N
Fn = 500 * 10 * 5000N
Fr = 5000 – 5000N = 0
Fy = 0
Segunda Ley
1) Una fuerza de 85N, genera una aceleración de 6,8 m/s2 a una roca. ¿Cuál es
la masa de la roca?
Datos:
a = 6,8 m/s2
500 kg
7. F = 85N F = m * a
m = ? m = F
a
Solución:
m
85Kg . s2
m =
68 m/s2
m = 12.5kg
2) Qué fuerza debe resistir un cable si desea acelerar un objeto de 2500 kg
horizontalmente a 85 m/s2.
Datos:
a = 85 m/s2
m = 2500 kg
F = ?
Solución:
F = m . a
F = 2500kg . 85 m/s2
F = 212,500kg . m/s2
F = 212,500N
Tercera Ley
1) Dos niños están patinando sobre una pista de hielo se empujan y salen
despedidos con velocidades de 3 m/s y 3,5m/s.
Si la masa del primer niño es de 25kg calcular la masa del segundo niño.
8. Datos:
m1 = 25kg
V1 = 3 m/s
V2 = 3,5 m/s
m2 = ?
m2 = m1 . V1
V2
m2 = 25kg . 3m/s
3,5 m/s
m2 = 211,42kg
2) Cuando un cuerpo 1 ejerce una fuerza (acción) sobre un cuerpo 2, este
reacciona con una fuerza de igual magnitud y dirección pero de sentido
contrario, aplicada sobre el cuerpo 1
1 2
2 1 F12
F12 = - F21
¿Qué se entiende por cuerpo rígido?
Un cuerpo rígido se define como aquel que no sufre
deformaciones por esfuerzo de fuerzas externas, es decir, un sistema de partículas
cuyas posiciones relativas no cambian. Sin embargo, las estructuras y máquinas
reales nunca son absolutamente rígidas y se deforman bajo la acción de cargas que
actúan sobre ellas.
¿Qué se entiende por momento de torsión y sus unidades?
9. El momento de torsión (con respecto a un punto determinado) es la magnitud
física que resulta de efectuar el producto vectorial entre los vectores de posición del
punto en el que la fuerza se aplica y el de la fuerza ejercida (en el orden indicado).
Como ya se ha mencionado anteriormente, la unidad de medida del momento
de torsión resulta del producto de una unidad de fuerza por una unidad de distancia.
En concreto, en el Sistema Internacional de Unidades se utiliza el newton metro
cuyo símbolo es N • m.
A nivel dimensional, el newton metro puede parecer equivalente al julio; sin
embargo, en ningún caso se debe usar el julio para expresar momentos. El julio es
una unidad para medir trabajos o energías que, desde un punto de vista conceptual,
son muy distintos a los momentos de torsión.
De igual forma, el momento de torsión presenta carácter vectorial, que es
tanto el trabajo como la energía escalares.
¿Qué se entiende por centro de masa?
En un tratamiento de sistemas de masas puntuales el centro de masas es el
punto donde, a efectos inerciales, se supone concentrada toda la masa del sistema.
El concepto se utiliza para análisis físicos en los que no es indispensable considerar
la distribución de masa. Por ejemplo, en las órbitas de los planetas.
¿Cuáles son las condiciones para que un cuerpo rígido este en equilibrio?
Condiciones de equilibrio de los cuerpos. Es el estado de inmovilidad de un
cuerpo sometido a dos o más fuerzas de la misma intensidad que actúan en sentido
opuesto, por lo que se contrarrestan o anulan. Un cuerpo cualquiera se encuentra
en equilibrio cuando carece de todo tipo de aceleración.
