LICENCIATURA EN OBSTETRICIA FÍSICA BIOLÓGICA. TRABAJO PRACTICO Nº 2 Dinámica

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1 LICECIATURA E OBSTETRICIA TRABAJO PRACTICO º Dinámic LICECIATURA E OBSTETRICIA TRABAJO PRACTICO º Dinámic Ing. ROIO GUAYCOCHEA Ing. MARCO DE ARDI Ing. ESTEBA LEDROZ Ing. THELMA AURORA ZAO AÑO 014 Ing. Ronio Guycoche 1

2 LICECIATURA E OBSTETRICIA TRABAJO PRACTICO º Dinámic CUESTIOARIO 1. Enuncie y explique l 1r Ley de ewton, de ejemplos de plicción. Primer ley de ewton o ley de l inerci. Un cuerpo permnece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U. = velocidd constnte) si l fuerz resultnte es nul. El que l fuerz ejercid sobre un objeto se cero no signific necesrimente que su velocidd se cero. Si no está sometido ningun fuerz (incluido el rozmiento), un objeto en movimiento seguirá desplzándose velocidd constnte. Ejemplos 1. Un prtícul (o culquier otr cos: person, pelot, perro, etc.) en reposo. Cundo vmos en el uto y frenmos bruscmente; entonces nuestro cuerpo tiende irse hci delnte. 3. Cundo empujmos un cjón, un crrito de comprs que estén en reposo. 4. Un utomóvil que vij velocidd constnte (ej. 60km/h) 5. Cundo frenmos lgun objeto que vien con velocidd constnte. Enuncie y explique l d Ley de ewton, de ejemplos de plicción. Segund ley de ewton o ley de fuerz. Cundo un cuerpo de ms m se le plic un fuerz se produce un celerción: L celerción será proporcionl l mgnitud de l fuerz totl y tendrá l mism dirección y sentido que ést. L constnte de proporcionlidd es l ms m del objeto. Uniddes: En el Sistem Interncionl de uniddes (SI), l celerción se mide en metros por segundo cudrdo, l ms m se mide en kilogrmos, y l fuerz En newtons. Un newton se define como l fuerz necesri pr suministrr un ms de 1 kg un celerción de 1 metro por segundo cd segundo. 1 Pter un blon, cmbi su velocidd(se celer) Empujr un crrito umentndo tu velocidd 3 Lnzr un pelot de beisbol 4 Dejr cer un ldrillo 3. Enuncie y explique l 3r Ley de ewton, de ejemplos de plicción. Tercer ley de ewton o principio de cción y rección. Principio de cción y rección (cción y rección)cundo un cuerpo se le plic un fuerz (cción o rección), este devuelve un fuerz de igul mgnitud, igul dirección y de sentido contrrio (rección o cción). Cundo un cuerpo ejerce un fuerz sobre otro, éste ejerce sobre el primero un fuerz igul y de sentido opuesto. 1 Lnz un piedr hci rrib en líne rect, l subir se termin su velocidd y comenzr bjr Golpe un sco de box, el sco te regres l mism fuerz 3 Dos esfers colgds como péndulo, elevs l primer, golpe l segund, y l primer regres en dirección contrri 4 Sltr, l impulsrte en el suelo lo vients hci bjo, y el suelo te regres l mism fuerz, por lo que tu cuerpo se elev con l mism fuerz 4. Que entiende por fuerz norml? Ing. Ronio Guycoche

3 LICECIATURA E OBSTETRICIA TRABAJO PRACTICO º Dinámic En físic, l fuerz norml n (o ) se define como l fuerz que ejerce un superficie sobre un cuerpo poydo sobre l mism. Ést es de igul mgnitud y dirección, pero de sentido contrrio l fuerz ejercid por el cuerpo sobre l superficie. Cundo un cuerpo está poydo sobre un superficie, ejerce un fuerz sobre ell cuy dirección es perpendiculr l superficie. De cuerdo con l tercer ley de ewton o "Principio de cción y rección", l superficie debe ejercer sobre el cuerpo un fuerz de l mism mgnitud y de sentido contrrio. (uerz norml) (uerz norml) bloque superficie Peso=m.g (uerz norml) (uerz norml) 90 Peso=m.g = ngulo del plno inclindo 5. Que entiende por fuerz de fricción. Se define como fuerz de rozmiento (r) o fuerz de fricción, l fuerz entre dos superficies en contcto, quell que se opone l movimiento entre mbs superficies (fuerz de fricción dinámic) o l fuerz que se opone l inicio del deslizmiento (fuerz de fricción estátic). Se gener debido ls imperfecciones, myormente microscópics, entre ls superficies en contcto. L fuerz de rozmiento tiene dirección prlel l superficie de poyo. El coeficiente de rozmiento depende exclusivmente de l nturlez de los cuerpos en contcto, sí como del estdo en que se encuentren sus superficies. L fuerz máxim de rozmiento es directmente proporcionl l fuerz norml que ctú entre ls superficies de contcto. Pr un mismo pr de cuerpos (superficies de contcto), el rozmiento es myor un instnte ntes de que comience el movimiento que cundo y h comenzdo (estático Vs. cinético). Ing. Ronio Guycoche 3

4 LICECIATURA E OBSTETRICIA TRABAJO PRACTICO º Dinámic bloque r c.g r c.g plno Peso Peso Pr fcilitr los clculos se considern ls fuerzs, Peso, y r plicds en el centro de grvedd del bloque 6. Que entiende por coeficiente de fricción estático? L fricción estátic (E) es l resistenci que se debe superr pr poner en movimiento un cuerpo con respecto otro que se encuentr en contcto. 7. Que entiende por coeficiente de fricción dinámico? L fricción dinámic (D) es l resistenci, de mgnitud considerd constnte, que se opone l movimiento pero un vez que éste y comenzó. En resumen, lo que diferenci un roce con el otro, es que el estático ctú cundo los cuerpos están en reposo reltivo en tnto que el dinámico lo hce cundo y están en movimiento. 8. De que depende el coeficiente de fricción? Coeficientes de friccion de lgunos mteriles Mteriles en contcto Esttico Dinmico Articulciones humns 0,0 0,003 Acero // Hielo 0,08 0,09 Acero // Teflón 0,04 0,04 Teflón // Teflón 0,04 0,04 Hielo // Hielo 0,1 0,03 Esquí (encerdo) // nieve (0 C) 0,1 0,05 Acero // Acero 0,15 0,09 Vidrio // Mder 0,5 0, Cucho // Cemento (húmedo) 0,3 0,5 Mder // Cuero 0,5 0,4 Cucho // Mder 0,7 0,6 Acero // Ltón 0,5 0,4 Mder // Mder 0,7 0,4 Mder // Piedr 0,7 0,3 Vidrio // Vidrio 0,9 0,4 Cucho // Cemento (seco) 1 0,8 Cobre // Hierro (fundido) 1 0,3 Tbl 1: vlores de coeficientes de fricción entre lgunos mteriles 9. El coeficiente de fricción estático es myor que el coeficiente de fricción dinámico explique porque. Ing. Ronio Guycoche 4

5 LICECIATURA E OBSTETRICIA TRABAJO PRACTICO º Dinámic o se tiene un ide perfectmente clr de l diferenci entre el rozmiento dinámico y el estático, pero se tiende pensr que el estático es myor que el dinámico, porque l permnecer en reposo mbs superficies, pueden precer enlces iónicos, o incluso micro solddurs entre ls superficies 10. Se tienen los siguientes mteriles ) Cucho sobre cemento, b) Hielo sobre hielo, c) Articulciones sinoviles en humnos, Cunto vle el coeficiente de fricción estático y el coeficiente de fricción dinámico en c/u de estos csos?. 11. Se tiene un bloque de ms m, impulsdo por un fuerz con un celerción. ) Qué fuerzs ctún?. b) Como se clcul l fuerz de fricción?. c) Qué leyes de ewton se plicn? Resolución: ) se hce un esquem del bloque y se dibujn tods ls fuerzs que ctún. y r m x Peso =m.g : uerz plicd r: uer de rozmiento o fuerz de fricción Peso: m.g, se consider plicd en el centro de grvedd del bloque. : uerz norml que produce el plno sobre el bloque, tmbién se consider plicd en el centro de grvedd del bloque b) r d Considerndo que el bloque está en movimiento se consider el coeficiente de fricción dinámico c) Sobre el eje y no hy movimiento, pero el bloque est en equilibrio y se cumple l 1r Ley de ewton (equilibrio). Al peso m.g se le opone l fuerz norml que es l fuerz que el plno reliz sobre el bloque, se cumple l 3r ley de ewton (cción y rección). Sobre el eje x el bloque se mueve con un celerción producid por un fuerz, se cumple l d Ley de ewton. PROBLEMAS Problem 1. Un fuerz de 100 produce un celerción de 10 m/s sobre un cuerpo. Determinr su ms. Resolución: Procedimiento 1. Se reliz el digrm de tods ls fuerzs que ctún sobre el cuerpo, no se consider fricción. Se plnten ls ecuciones 3. Sobre el eje y no hy movimiento es equilibrio estático, l ecución se igul cero Ing. Ronio Guycoche 5

6 LICECIATURA E OBSTETRICIA TRABAJO PRACTICO º Dinámic 4. Sobre el eje x hy movimiento horizontl, se plnte l ecución de l d ley de ewton = 100 m =? Por l d ley de ewton se tiene: m m 100kg m / s m 10Kg 10m / s Problem. Un fuerz de 80 Kgf plic un ms de 100 gr, l mism fuerz se plic sobre un ms de Kg. Cuánto vle l celerción producid en cd cso?. Resolución: Procedimiento 1. Se reliz el digrm de tods ls fuerzs que ctún sobre el cuerpo, no se consider fricción. Se plnten ls ecuciones 3. Sobre el eje y no hy movimiento es equilibrio estático, l ecución se igul cero 4. Sobre el eje x hy movimiento horizontl, se plnte l ecución de l d ley de ewton =? = 80 Kgf m1 m = 0,1 Kg 1 =? = 80 Kgf m m = Kg Peso = m.g Peso = m.g 80Kgf 9,8m / s 784 Por l d ley de ewton se tiene: 784 m1 1 1 m1 0,1Kg m m Kg 784Kg m / s 0,1Kg 784Kg m / s Kg 800m / s 39m / s Problem 3. Un fuerz de 10 ctú durnte 10 s sobre un cuerpo de ms igul Kg. Determinr: ) el cmbio de velocidd v experimentdo por el cuerpo b) l celerción Resolución: Procedimiento Ing. Ronio Guycoche 6

7 LICECIATURA E OBSTETRICIA TRABAJO PRACTICO º Dinámic 1. Se reliz el digrm de tods ls fuerzs que ctún sobre el cuerpo, no se consider fricción. Se plnten ls ecuciones 3. Sobre el eje y no hy movimiento es equilibrio estático, l ecución se igul cero 4. Sobre el eje x hy movimiento horizontl, se plnte l ecución de l d ley de ewton = 10 m = Kg Vo Vf =? = 10 m.g Vo = velocidd inicil; Vf = velocidd finl El cmbio de velocidd es v Vf Vo m v pero t v m t t v m 10s 10Kg m / s v Kg 50m / s Problem 4. Un cuerpo de ms m, celer rzón de 5 m/s cundo ctú sobre el un fuerz de 5. Determinr l fuerz necesri pr celerrlo 9 m/s. Resolución: Se hce un esquem del movimiento, no se consider fricción, no se dibujn el peso ni l fuerz norml porque no hce flt 1 = 5m/s = 10m/s 1 = 5 m =? m m.g Procedimiento 1. Se plnten ls ecuciones. Sobre el eje y no hy movimiento es equilibrio estático, l ecución se igul cero 3. Sobre el eje x hy movimiento horizontl, se plnte l ecución de l d ley de ewton 4. Se clcul l ms y luego, l fuerz. Ing. Ronio Guycoche 7

8 m 1 m kg. m / s m 5m / s m 10m / s 1 LICECIATURA E OBSTETRICIA TRABAJO PRACTICO º Dinámic 1Kg 1Kg 10 Problem 5. A un bol de 0,5 Kg originlmente en reposo se lo proporcion un velocidd de 6 m/s en 0, s. Determinr l fuerz medi plicd l bol Resolución Procedimiento 1. Se reliz el digrm de tods ls fuerzs que ctún sobre l bol. Se plnten ls ecuciones 3. Sobre el eje y no hy movimiento es equilibrio estático, l ecución se igul cero 4. Por definición l velocidd es l vrición de l velocidd respecto l tiempo 5. Sobre el eje x hy movimiento horizontl, se plnte l ecución de l d ley de ewton 6. L bol inicilmente en reposo signific velocidd inicil Vo = 0 Se hce un esquem del movimiento en ls dos situciones, en reposo y con velocidd de 6m/s? Vo =0 (reposo) Vf = 6 m/seg m m.g v 6m / s 0 30m / s t 0,s d ley de ewton 0,5Kg30m / s 15 Problem 6. Un fuerz de 10, ctú sobre un bloque mder de 3 kg de ms, en un plno de mder con rozmiento. Determinr l celerción producid. Resolución Procedimiento 1. Se reliz el digrm de tods ls fuerzs que ctún sobre el bloque. Se plnten ls ecuciones 3. Sobre el eje y no hy movimiento es equilibrio estático, l ecución se igul cero 4. Sobre el eje x hy movimiento horizontl, se plnte l ecución de l d ley de ewton 5. De tbl del punte de teorí se obtiene el coeficiente de fricción dinámico de mder sobre mder d 0, Ing. Ronio Guycoche 8

9 LICECIATURA E OBSTETRICIA TRABAJO PRACTICO º Dinámic r y plno P=m.g W: Peso : uerz norml del plno sobre el bloque : uerz plicd r: uerz de rozmiento, (o uerz de friccion) se opone l movimiento : Coeficiente de friccion : celercion producid x 0 y 0 r m. 3Kg9,8m /s 9,4 r. 10 0, 9,4 Kg m/s (1) 3Kg Kg m g 0 x m m g 4,1 1,37m/s 3 (1) m Problem 7. Un person desplz un cj de mder de ms m = 0 Kg, trvés de un cuerd que form un ángulo = 40º con el piso. Con un celerción de 1 m/s. Clculr l fuerz que debe hcer l mujer, suponiendo que no hy rozmiento. Solución 1. Se reliz el digrm de tods ls fuerzs que ctún sobre l cj. Se descompone l fuerz de l person en sus componentes x y y 3. Se plnten ls ecuciones 4. Sobre el eje y no hy movimiento verticl es equilibrio estátic, l ecución se igul cero 5. Sobre el eje x hy movimiento horizontl, se plnte l ecución de l d ley de ewton 6. Se observ que ls ecuciones sobre el eje y no sirven pr el clculo Ing. Ronio Guycoche 9

10 LICECIATURA E OBSTETRICIA TRABAJO PRACTICO º Dinámic x Peso x m cos m (1) y 0 seno Peso 0 m (1) cos 0Kg1m / s cos 40º 6,1 DIAGRAMA DE UERZAS Y y seno Peso x cos X Problem 8. Un hombre reliz ejercicio de flexiones en un mquin que const de un pess y rmp como lo muestr l figur. L pes tiene un ms de 30 Kg. el ángulo es de 45º y se consider un celerción de 0,3 m/s. Qué fuerz reliz el hombre en cd flexión?. Resolución 1. Se reliz el digrm de tods ls fuerzs que ctún sobre ls pess. o se consider el rozmiento 3. Se plnten ls ecuciones 4. Sobre el eje y perpendiculr ls guís no hy movimiento verticl es equilibrio estático, l ecución se igul cero 5. Sobre el eje x hy movimiento horizontl, se plnte l ecución de l d ley de ewton, l sumtori de fuerzs se igul m. 6. Se observ que ls ecuciones sobre el eje y no sirven pr el clculo Ing. Ronio Guycoche 10

11 LICECIATURA E OBSTETRICIA TRABAJO PRACTICO º Dinámic Y m X DIAGRAMA DE UERZAS Y Peso =m.g x m g seno m.g y m g cos X x m m g seno m (1) y 0 m g cos (1) m m g seno 30Kg 0,3m / s 30Kg9,8m / s seno45º 16,89,13Kgf Ing. Ronio Guycoche 11

12 LICECIATURA E OBSTETRICIA TRABAJO PRACTICO º Dinámic TRABAJO PRACTICO º Dinámic A ETREGAR POR EL ALUMO Importnte! L presentción del Trbjo Práctico deberá tener: - un hoj de portd con todos los dtos personles del lumno, DI, nombres y pellidos completos, como figur en el DI. - Deberá ser hecho con l myor prolijidd posible. - o se dmitirán hojs suelts, se deberá entregr con folios, crpets tp trsprentes, o broches nepco. - Cd trbjo práctico se entreg por seprdo. CUESTIOARIO 1. Enuncie y explique l 1r Ley de ewton, de ejemplos de plicción.. Enuncie y explique l d Ley de ewton, de ejemplos de plicción. 3. Enuncie y explique l 3r Ley de ewton, de ejemplos de plicción. 4. Que entiende por fuerz norml? 5. Que entiende por fuerz de fricción. 6. Que entiende por coeficiente de fricción estático? 7. Que entiende por coeficiente de fricción dinámico? 8. De que depende el coeficiente de fricción? 9. El coeficiente de fricción estático es myor que el coeficiente de fricción dinámico explique porque. 10. Se tienen los siguientes mteriles ) Cobre sobre cero, b) Hielo sobre hielo, c) Articulciones sinoviles en humnos, Cunto vle el coeficiente de fricción estático y el coeficiente de fricción dinámico en c/u de estos csos?. 11. Se tiene un bloque de ms m, impulsdo por un fuerz con un celerción. ) Qué fuerzs ctún?. b) Como se clcul l fuerz de fricción?. c) Qué leyes de ewton se plicn? PROBLEMAS Problem 1. Un fuerz de 100, se plic sobre un ms de 10 Kg, Qué celerción se produce?. Problem. Un fuerz de 10 ctú durnte 10 s y su velocidd cmbi de 3 m/s 10 m/s. Determinr: c) L celerción d) Su ms Problem 3. Un fuerz de 80 Kgf plic un ms y produce un celerción de m/s, l mism fuerz se plic sobre otr ms y produce un celerción de 1, m/s. Cuánto vle l ms en cd cso?. Ing. Ronio Guycoche 1

13 LICECIATURA E OBSTETRICIA TRABAJO PRACTICO º Dinámic Problem 4. Un cuerpo de ms m, celer rzón de 5 m/s cundo ctú sobre el un fuerz de 5. Determinr l celerción si l fuerz plicd ument 1. Problem 5. Un person desplz un cj de mder de ms m = 0 Kg, trvés de un cuerd que form un ángulo con el piso. Con un celerción de 1 m/s. Suponiendo que no hy rozmiento clculr l fuerz que debe hcer l person, cundo ) = 0º, b) = 3º, c) = 40º, Qué cso l fuerz plicd es myor? Problem 6. Un hombre mueve un cjón de 45 Kg de ms. con los dtos mostrdos en l figur. ) hcer el digrm de fuerzs, b) plnter ls ecuciones en x e y, c) clculr l celerción producid. Problem 7. Un hombre reliz ejercicio de flexiones en un mquin que const de un pess y rmp como lo muestr l figur, se consider un celerción de 0,3 m/s. Qué fuerz reliz el hombre en cd flexión si ) L pes tiene un ms de 30 Kg. el ángulo es de 45º, b) L pes tiene un ms de 5 Kg. el ángulo es de 40º. en que cso l fuerz es myor?. Que leyes de ewton se plicn?. Ing. Ronio Guycoche 13