Segunda Ley de Newton

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Manuela Martín Aguirre
hace 8 años
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Sen 55 Epeceos! Sludos estidos prticipntes, y estos encindos en el sber de ls leyes del oviiento.

Pierde su estdo de equilibrio, pero por qué? y cóo podeos clculr l dirección de l celerción?

..? Pr coprender los conceptos de este te conviene relizr los siguientes experientos: 1. Si dos cuerpos cen con l is celerción, signific que sobre ellos ctún fuerzs igules?

1 Sen 55 Epeceos! Sludos estidos prticipntes, y estos encindos en el sber de ls leyes del oviiento. En l sen nterior vios cóo se relcion l fuerz net que ctú sobre un cuerpo con su estdo de oviiento que puede ser un equilibrio estático o dináico, pero, qué sucede cundo un cuerpo celer? Pierde su estdo de equilibrio, pero por qué? y cóo podeos clculr l dirección de l celerción? Est y otrs pregunts serán respondids durnte est sen, con l intención de coprender ls leyes del oviiento y su plicción en situciones cotidins. Qué sbes de...? Pr coprender los conceptos de este te conviene relizr los siguientes experientos: 1. Si dos cuerpos cen con l is celerción, signific que sobre ellos ctún fuerzs igules? Dej cer un piedr pequeñ y otr de yor tño l iso tiepo, tienen l is celerción? Reliz el digr de cuerpo libre de cd un. Actún ls iss fuerzs? 2. Epuj un escritorio (o un es) con tod tu fuerz hci delnte. Qué sucede? 3. Epuj un pupitre (o un sill) con l is fuerz ejercid en l ctividd nterior. Qué ocurrió? Si sobre dos cuerpos ctú l is fuerz, se ueven con l is celerción? El reto es Clcul l celerción de un vionet de 2000 kg con un solo otor, justo ntes de despegr si el epuje de su otor es de 500 N. ) Cuál es l celerción si su s uent el 25%?

2 Sen 5 b) Con el uento de s ddo, cóo debe ser l fuerz de epuje pr que teng l is celerción que tení inicilente? 2. Cuál es l celerción áxi que puede dquirir un corredor si l fricción entre los pies y el pviento es del 90% de su peso? Vos l grno Acelerción: rzón con l que cbi l velocidd de un objeto con el pso del tiepo; el cbio de velocidd puede ser en l gnitud, en l dirección o en bs. Est rzón de cbio l expresos teáticente sí: = vf - vo, t donde vf es l velocidd finl, vo es l velocidd inicil y t es el tiepo. Ley de l fuerz L celerción de un cuerpo es, en gnitud, directente proporcionl l fuerz resultnte que ctú sobre él e inversente proporcionl su s. Y el oviiento resultnte es en dirección prlel est fuerz. L ecución que se deduce prtir del enuncido de est ley es: = En l yorí de los csos, los cuerpos celern sólo con respecto uno de los ejes; sí que se utilizn ls ecuciones: x = (cundo celer en x) y y = (cundo celer en y) Est Ley puede ser estudid desde tres principles relciones, pr fcilitr su coprensión. En ls situciones plnteds en l sección Qué sbes de? pudios ver lgunos ejeplos que se refieren ests relciones. Pudiste hllr l relción sin necesidd de cálculos? Ahor te presentos en lenguje teático ls conclusiones ls que llegste experientlente: 1. Relción s-celerción nteniendo l fuerz constnte Cundo epujste el escritorio con tods tus fuerzs, notste que hubo un cbio en el estdo de oviiento; deás, cundo hiciste lo propio con el pupitre tbién hubo un celerción. Pero, cuál cuerpo tuvo yor celerción? 169

3 Sen 5 De l is ner, si epujs un vehículo livino de dos puerts, celer, pero si epujs con l is fuerz un cionet doble cbin (vehículo pesdo), su celerción será ucho enor. De quí se deduce que l celerción y l s son inversente proporcionles; es decir, cundo l s uent, l celerción disinuye y vicevers. Ejeplo: l is fuerz plicd l doble de s produce l itd de l celerción. = / = / ½ 2. Relción fuerz-celerción con s constnte Desde otr perspectiv, supongos que en nuestr cs quereos reorgnizr l cocin y decidios over l never. Juncito, un niño de 5 ños, quiere overl. Al principio lo hce solo, pero luego Pedro, su herno de 15 ños, decide yudrlo. En cuál de los csos le plicron yor fuerz l never? En cuál de los csos l never tuvo yor celerción? De quí se deduce que l fuerz que ctú sobre un cuerpo es directente proporcionl l celerción del cuerpo; es decir, edid que l fuerz uent, l celerción tbién lo hce. Si un cuerpo le plicos el triple de un fuerz, su celerción será el triple que cundo le plicos un sol fuerz. = / = / Relción fuerz-s con celerción constnte Por últio, un cso que precier un poco confuso, pero que en relidd es un for interesnte de coprender ls leyes de l ísic

Sen 5 Cundo dejs cer un etr uy pequeñ desde un brrnco, est ce con l is celerción que lo hrí un yunque uy pesdo, excepción de los efectos del ire (recuerd el pensiento ristotélico y l respuest de

No, l únic fuerz que ctú sobre ellos es el peso y obviente el peso de l etr es ucho enor que el del yunque, pero entonces: si sobre un cuerpo ctú un fuerz ucho yor deberí celerr ás?

4 Sen 5 Cundo dejs cer un etr uy pequeñ desde un brrnco, est ce con l is celerción que lo hrí un yunque uy pesdo, excepción de los efectos del ire (recuerd el pensiento ristotélico y l respuest de Glileo, vists en l Sen 1). L pregunt es: sobre ellos ctú l is fuerz? No, l únic fuerz que ctú sobre ellos es el peso y obviente el peso de l etr es ucho enor que el del yunque, pero entonces: si sobre un cuerpo ctú un fuerz ucho yor deberí celerr ás? Y l respuest en este cso es: no necesriente. Veos l siguiente explicción. Solente un fuerz ctú sobre un objeto en cíd libre: l fuerz de grvedd. Recordeos, en principio, que l s es l edid de l inerci de un cuerpo y l inerci es l resistenci que pone el cuerpo cbir su estdo de oviiento. Así, cundo un cuerpo con uch s ce debido que su peso es uy grnde, l iso tiepo, tod l s se opone que cig ás rápido; por lo tnto, el peso y l inerci de un cuerpo siepre se vn copensr de ner que cign con l is celerción: l celerción de l grvedd (9,81 /s 2 ). De l is ner, si sobre un cuerpo que tiene el cuádruple de s se plic cutro veces l fuerz que se plicó l inicil, se obtiene l is celerción. = / = / Pr sber ás Experient con siuldores! En el siuldor uerz y oviiento: fundentos (disponible en vrí l cntidd de persons que hln l crret y notrás que cundo l fuerz es yor de uno de los ldos de l crret tendrá un celerción; es decir, se overá cd vez ás rápido. Experient luego sin fricción y observ ls relciones entre fuerz-s-celerción que prendios est sen; lleg tus propis conclusiones. Agrégle fricción tus experientos y relcion l fuerz net sobre un cuerpo con l celerción que se obtiene (pr cbir de plicción, utiliz ls pestñs de rrib l izquierd). 171

5 Sen 5 Aplic tus sberes Sbiendo l relción entre ls vribles fuerz, s y celerción, podreos resolver uy fácilente los probles que se plnten coo retos. En l prier situción, nos dn coo dtos l s de l vionet y l fuerz del otor; por lo cul, con un siple división clculos l celerción de l vionet. Luego, si uentos l s 25%, nteniendo l fuerz constnte, sbeos que l celerción v disinuir; bst con sber que yor s, se tiene enor celerción nteniendo l fuerz constnte. Por últio, y hbíos uentdo l s y, por tnto, disinuido l celerción; hor piden un nuev fuerz pr tener l is celerción inicil; es decir, debeos uentr l fuerz del otor. El resto son cálculos en los que se debe tener ucho cuiddo por estr trbjndo con porcentjes. En cunto l segund situción, teneos que considerr que l fuerz de epuje necesriente es igul l fuerz de fricción entre los pies y l pist; por lo tnto, nos dn coo dto l fuerz en función de l s (porque el peso es s ultiplicdo por l grvedd); de quí deducios l celerción. Coprobeos y deostreos que Copr y discute tus resultdos con el resto de los prticipntes en el CCA. L coprción de resultdos les yudrá deterinr si los cálculos relizdos son correctos y si hn desrrolldo ls copetencis necesris en l plicción de l. Resultdos situción 1: ) = 0,25 /s 2 ; b) 2 = 0,2 /s 2 ; c) 2 = 625 N Resultdos situción 2: = 8,82 /s 2 172

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