Física I Apuntes de Clase 2, Turno D Prof. Pedro Mendoza Zélis

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Rafael Redondo
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1 Físca I Apuntes de Clase 2, 2018 Turno D Prof. Pedro Mendoza Zéls

2 Isaac Newton

3 y y 1 y 2 j O Desplazamento Magntudes cnemátcas: v m r Velocdad meda r r 1 r 2 r velocdad s x1 2 r1 x1 + r2 x2 + x x 2 r v m r t t y y 1 2 j j ( x x ) + ( y y ) j [m/s] t 2 t 1 1 [m]

4 y 1 y y 2 j O Magntudes cnemátcas: t1 velocdad nstantánea v lím v lím P1 v r 1 r 2 r r ' t2 x1 x2 P2 x m t 0 t 0 r t dervada dr dt La dreccón de la velocdad nstantánea ( v ) en el nstante t1 concde con tangente a la curva en el punto P1, apuntando en la dreccón del movmento de la partícula.

5 r A, B Notacón Poscón de A respecto de B No confundr con la poscón de B respecto de A! p y r p, O x

6 Qué relacón de velocdades exste entre dos observadores y? Notacón: y O r A, B Poscón de A respecto de B r p, Velocdad relatva Y r ', x O p r p, ' v, cte x r r + r p, p, ' ',

7 dt r d dt r d dt r d p p, ' ',, + Dervando la expresón anteror obtenemos: p p v v v, ' ',, + Ley de transformacón de velocdades de Galleo p p r r r, ' ',, +

8 Ejemplo: y V, 120 km/h V p, 80 km/h x v p, vp, ' + v ', P el movmento se realza en el eje x : v p, ' vp, v ', v p, 80km/ h v ', 120km/ h v p, ' v p, v ', 80km / h 120km / h 40km / h

9 y j O t1 P1 r 1 r 2 Aceleracón meda v v v2 v1 a 1 m t t P2 v t2 2 x t t 2 t 1 [m/s 2 ] a Aceleracón nstantánea lím a lím v dv 0 m t t 0 dt 2 t dt d 2 r

10 Qué pasa s dervamos? d v dt d v dt d v p, p, ' ', a a p + +, p, ' v p, vp, ' + v ', dt 0 Las aceleracones observadas desde dos marcos de referenca que se mueven con v cte, son guales!!!

11 Defndas las magntudes cnemátcas (poscón, velocdad y aceleracón) estudaremos las leyes que relaconan estas cantdades con los conceptos de masa y fuerza Hasta ahora: Predecr el movmento a (t) v r (t) (t) Dnámca: estudo de las causas del movmento

12 Phlosophæ naturals prncpa mathematca de Isaac Newton publcado el 5 de Julo de 1687 Isaac Newton

13 Prmer prncpo: Todo cuerpo contnua en su estado ncal de reposo o de movmento con velocdad unforme a menos que sobre él actúe una fuerza externa neta. La fuerza neta sobre un cuerpo es la suma vectoral de todas las fuerzas ejercdas sobre él. egundo prncpo: La aceleracón de un objeto es nversamente proporconal a su masa y drectamente proporconal a la fuerza externa que actúa sobre él Tercer prncpo: Leyes de Newton F ma Las fuerzas actúan sempre de a pares. un objeto A ejerce una fuerza sobre el objeto B, este ejerce sobre A una fuerza gual, pero de sgno contraro.

14 Leyes de Newton Prmer postulado de la Mecánca: sobre una partícula la suma de las fuerzas actuantes es cero, entonces es posble hallar un conjunto de marcos de referenca en los cuales esa partícula se mueva a velocdad constante; tales observadores se denomnan observadores nercales. egundo postulado de la Mecánca: La resultante de las fuerzas actuantes sobre una partícula concde con el cambo en el tempo de su cantdad de movmento. F Tercer postulado de la Mecánca: Dos partículas se ejercen entre sí fuerzas guales y opuestas en la dreccón de la recta que une las partículas. d P d t

15 Prmera ley de Newton Establece los marcos de referenca desde los cuales son aplcables las Leyes de Newton. sobre una partícula no exsten nteraccones o s la nteraccón neta que actúa sobre un cuerpo es 0, entonces es posble hallar un conjunto de marcos de referenca en los cuales ese cuerpo se mueva con v cte o permanezca en reposo. Tales sstemas se denomnan nercales

16 objeto v entorno nteraccones el resultado de la nteraccón es nula o no hay nngún tpo de nteraccón, no hay nngún cambo de la velocdad del cuerpo en cambo, hay algún tpo de nteraccón neta, la velocdad cambará, Exstrá alguna aceleracón!!!

17 No hay dstncón entre una partícula sobre la que no exsten nteraccones externas o sobre la que actúan nteraccones externas cuyo valor neto sea nulo. en cambo, hay algún tpo de nteraccón neta, habrá un cambo en el estado de movmento del objeto, estará acelerado Interaccones Fuerzas

18 Exsten nfntos marcos de referenca nercales que nos permten ntercambar nformacón!!! empre trataremos con sstemas de referenca nercales: la Terra es aproxmadamente un marco de referenca nercal!! g g 0.3 % g (desprecable)

19 Fuerzas en la naturaleza La fuerza gravtatora es la más débl de todas ellas. Es la fuerza de atraccón entre las masas. Es, junto con la fuerza electromagnétca, una de las dos fuerzas más comunes en problemas cotdanos de Dnámca. La fuerza electromagnétca es la nteraccón entre cargas eléctrcas. Es la responsable de las fuerza que observamos entre objetos macroscópcos en contacto. La fuerza nuclear débl tene lugar entre electrones, protones y neutrones. Es de muy corto alcance. La fuerza nuclear fuerte es la nteraccón entre partículas llamadas hadrones consttuyentes de los núcleos atómcos. Tambén es de muy corto alcance.

20 egunda Ley de Newton Estado de movmento : v según Newton depende no sólo de la velocdad sno tambén de la masa m del objeto. Defncón: cantdad de movmento F d P d t P m v La fuerza resultante sobre una dada partícula produce una varacón en el tempo de la cantdad de movmento P. F 0 P cte Undades: mv p kg m s

21 egunda Ley de Newton La resultante de las fuerzas actuantes sobre una partícula concde con el cambo en el tempo de su cantdad de movmento. d P d F ( m v) d t d t d v m d t m es cte m a Undades: m s 2 m s a F ma kg Newton ; 2

22 egunda Ley de Newton F m a OJO!!! on 3 ecuacones escalares, una para cada eje: x, F m a x y, F m a y z, F m a z

23 Tercera Ley de Newton Las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son consecuenca de la nteraccón con los otros cuerpos que conforman su entorno: Toda fuerza sobre el entorno cuerpo 1 tene una F 1,3 equvalente sobre el F 1,2 cuerpo 2. Las fuerzas 1 2 aparecen smultáneamente de a pares. 3 No exste una fuerza aslada.

24 m A A F A,B F B,A m B B El cuerpo A ejerce una fuerza F B,A sobre el cuerpo B. El cuerpo B entonces debe ejercer una fuerza F A,B sobre el cuerpo A, de tal forma que: accón F A, B FB, A F A, B FB, A reaccón

25 Tercera ley de Newton Cuando dos cuerpos nteractúan entre sí, aparecen fuerzas mutuas de accón y reaccón cuyas característcas son las sguentes: Tenen gual módulo, sentdo opuesto y aparecen smultáneamente aplcadas en cuerpos dferentes.

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