Aplicaciones LN

Consideraciones generales

Cualquier problema relacionado con el movimiento mecánico se resuelve con la ayuda de las leyes de Newton, si conocemos además, de las coordenadas iniciales y las velocidades iniciales, las fuerzas aplicadas al cuerpo.

En la aplicación de las leyes del movimiento de un cuerpo es muy importante:

· Determinar cuáles cuerpos interactúan con el cuerpo dado, para poder conocer las fuerzas que actúan sobre él.

· Conocer el estado de movimiento inicial del cuerpo para poder determinar su movimiento futuro.

RecordatorioRecordatorio

Primera ley: El estado de reposos o de MRU de un cuerpo se mantiene mientras que sobre él no actúan otros cuerpos o las acciones de estos se compensan.

Segunda ley: Independiente del tipo de interacción, las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es igual al producto de la masa de este por la aceleración que es capaz de comunicarle dicha fuerza.

Tercera ley: Los cuerpos actúan unos sobre otros con fuerzas iguales en módulo y dirección, pero en sentidos opuestos.

MétodoMétodo

Estrategia

· Análisis de problema

· Construcción del diagrama de fuerzas (representación de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo)

· Selección de los datos

· En dependencia del ejemplo, aplicar la expresión general de la segunda ley de Newton, sustituir en la expresión las fuerzas que actúan, trabajar con las proyecciones.

· Determinar las incógnitas y buscar las vías de solución con las ecuaciones que se han estudiado.



Ejemplo resuelto

Un cuerpo tiene una masa de 20 g se coloca en un plano horizontal rígido y liso. Si se le aplica una fuerza de 4 · 10-3 N paralela al plano.

a) ¿Qué aceleración adquiere el cuerpo?

b) ¿Qué valor tiene la fuerza que ejerce el sobre la mesa?

Cuerpo 1 cuerpo 2

Inciso a)

Inciso b)


I 1

La fuerza que el cuerpo ejerce sobre la superficie es el peso.

I 1

I 2 I 2

Como el movimiento se produce en la dirección del

eje X, entonces:

Como el movimiento se produce en la dirección del eje Y, entonces:


FRx = F = m · ax I 5
F = m · ax I 6
I 3 I 7
I 4


I 8
I 9

2. Un cuerpo de masa 50 kg está sobre una superficie horizontal. Si el coeficiente de rozamiento es igual a 0,2 y se le aplica una fuerza de 120 N, paralela a la superficie

Calcula el valor de la aceleración adquirida y di qué harías para determinar la rapidez alcanzada y la distancia recorrida en un tiempo dado, si al inicio la velocidad era cero.

Inciso a)

ID13 ID14

I 1

I 20

Como el movimiento se produce en la dirección del eje X, entonces:

I 21

Proyecciones

I 25

I 22

DONDE
I 23

Hallar N, eje Y

I 27

I 28

Sustituyendo 4 en 2

I 33

Sustituyendo 5 en 1

I 29

Despejando
I 30

I 31

I 32

Como en este caso el movimiento es MRUA y se parte del reposo, el valor de la velocidad inicial al cabo de un determinado tiempo se puede calcular mediante la expresión:

I 37

La distancia recorrida se calcula con la expresión

I 38

















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