Dinamica traslacional

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Dinámica I. Movimiento de translación de una partícula

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Dinámica

I. Movimiento de translación de

una partícula

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Fenomenología

La dinámica estudia la causa del movimiento

Hechos observacionales

El movimiento de un cuerpo es el resultado de su interacción con otros.

La masa inercial de un cuerpo es una propiedad que determina cómo cambia su velocidad al interaccionar con otros cuerpos.

La interacción afecta por igual a los dos cuerpos ( acción-reacción)

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Las Leyes de Newton•I Ley : Ley de inercia

Todo cuerpo permanece en su estado de

reposo o movimiento uniforme a menos

que sobre él actúe una fuerza externa.

•II Ley : Definición de fuerza

La aceleración de un cuerpo es

directamente proporcional a su masa e

inversamente proporcional a la fuerza

aplicada sobre él.

•III Ley : Ley de acción-reacción

Por cada acción hay una reacción igual y

de signo opuesto.

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I. Ley de Inercia y conservación

del momento lineal

Sistema de referencia inercial : conjunto de

coordenadas que se mueven a velocidad constante.

Ley de conservación del momento lineal : si

la fuerza total que actúa sobre un cuerpo es nula, su

momento lineal se conserva.

Una partícula libre se mueve con velocidad constante.

ctepF

dt

pdFvmp

0

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II. Ley: Fuerza y Masa.

Masa : propiedad intrínseca de un cuerpo que mide

su resistencia a la aceleración.

Posibilidad de definir una masa patrón.

La unidad de masa es el kg.

La fuerza es un vector proporcional a la

aceleración que produce en un cuerpo.

1 Newton (N) : es la fuerza necesaria para producir una

aceleración de 1m/s2 en un cuerpo de 1 kg.

amdt

pdF

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III. Ley de acción y reacción

Fuerza = interacción entre dos objetos : Dos

objetos que interaccionan ejercen fuerzas entre sí.

Si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo

B, entonces B ejerce sobre A una fuerza de igual

magnitud y dirección opuesta. FA + FB = 0

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Fuerzas fundamentales de la

naturaleza (1)Fuerza Actúa sobre Alcance

(acción a distancia)

Gravitatoria Cuerpos con masa

largo

Electromagnética Partículas cargadas

largo

Fuerza débil Casi todas las partículas

Corto

(interior nucleón)

Fuerza fuerte quarks Corto

( interior núcleo)

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Fuerzas fundamentales de la

naturaleza (2)La fuerza gravitatoria hace

que los planetas giren en torno

a una estrella o que los objetos

caigan.

La fuerza electromagnética

mantiene cohesionados átomos,

moléculas y sistemas

macroscópicos.

La fuerza débil es la responsable

de la transformación de unas partículas

en otras (ej: protón en neutrón).

La fuerza fuerte mantiene

unido al núcleo atómico.

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Fuerzas de contacto.Son de origen electromagnético debidas a

interacciones entre las moléculas de cada objeto.

Fuerza Normal : fuerza perpendicular a una superficie que se opone a su deformación.

Fuerza de rozamiento: fuerza paralela a una superficie que se opone al movimiento de un cuerpo sobre ella.

1. Objetos deslizándose sobre superficies

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Fuerzas de contacto.También son de origen electromagnético las fuerzas que cohesionan las moléculas de sólidos, líquidos o gases. Se tienen expresiones para velocidades y desplazamientos pequeños.

Ley de Hooke : Un muelle ( o cuerda elástica) se opone a su deformación.

Ley de Stokes : Los fluidos ( líquidos o gases) también se oponen al movimiento de los cuerpos a su través

2. Fuerzas de fricción en fluidos

xkF

3. Fuerzas elásticas

vF

Constante elástica

del muelle

Coeficiente de fricción del objeto Viscosidad del fluido

Desplazamiento

Velocidad

del objeto

tme

mgv

mgvF

1

mk

tAx )cos(

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Presión

Principio de Pascal: el mismo

cambio de presión aplicada a

cualquier punto en un fluido en

reposo, se transmite a cada una

de sus partes.

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EjemploEn un elevador de automóviles que se emplea en un taller, el aire comprimido

ejerce una fuerza sobre un émbolo de sección transversal que tiene un radio de

5 cm. Esta presión se transmite por medio de un líquido a un segundo émbolo

de 15 cm de radio. ¿Qué fuerza debe ejercer el aire comprimido para levantar un

auto de 13,300 N? ¿qué presión de aire producirá esta fuerza?

2

2

1

1

A

F

A

FSe cumple que:

Entonces:

NxA

FAF 3

2

2

2

211 1048.1300,13

15.0

05.0

La presión es:

kPa18805.0

1048.12

3

1

1 x

A

FP

A1

A2

F1

F2

d1

d2