Unidad 2 - .Unidad 2 Código de sección académica Física II Equilibrio Traslacional APELLIDOS

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  • LEYES DE NEWTON

    Fsica

    Jos Francisco Noj Xicay

    Unidad 2

    Carn et fechaApellido(s) Nombre (s)

    Jornada:

    Matutina:

    Vespertina:

    Carrera:

    Perito:

    Bachiller:

    Seccin:

    A B C

    D E F

    Cdigo Tcnico

    Grado:

    4to 5to 6to

  • LEYES DE NEWTON PRIMERA LEY (Principio de Inercia) Todo cuerpo permanece en equilibrio, salvo que una fuerza externa le haga variar dicho estado (tendencia al equilibrio).

    SEGUNDA LEY (Principio de Aceleracin) Si una fuerza resultante diferente de cero acta sobre un cuerpo de masa m; le produce una aceleracin en la misma direccin y sentido de la fuerza resultante, directamente proporcional a ella e inversamente proporcional a la masa del cuerpo.

    =

    TERCERA LEY (Principio de Accin y Reaccin) Si un cuerpo A aplica una fuerza (accin) sobre otro B, entonces B aplica una fuerza del mismo mdulo pero de sentido contrario sobre A.

    TIPOS DE FUERZAS

    CONTACTO Efecto de la 3era. ley de newton

    TENSIN Cuando se tiene una fuerza aplicada a una cuerda.

    COMPRESIN Cuando se aplica una fuerza sobre un objeto.

    EL PESO de un cuerpo ()

    =

    FUERZA NORMAL ()

    FUERZA DE FRICCIN ()

    =

    FUERZA ELSTICA =

    FUERZA ELCTRICA

    =

    2

    = 9 109 2

    2

    =

    FUERZA MAGNTICA

    =

    =

    FUERZA DE EMPUJE =

    DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L)

    Hacer el D.C.L. de un cuerpo es representar grficamente las fuerzas que actan en l. Para esto se siguen los siguiente pasos: 1) Se asla al cuerpo, de todo el sistema. 2) Se representa al peso del cuerpo mediante un

    vector dirigido siempre haca el centro de la Tierra (W).

    3) Si existiesen superficies en contacto, se representa la reaccin mediante un vector perpendicular a dichas superficies y empujando siempre al cuerpo (N o R).

    4) Si hubiesen cuerdas o cables, se representa a la tensin mediante un vector que est siempre jalando al cuerpo, previo corte imaginario (T).

    5) Si existiesen barras comprimidas, se representa a la compresin mediante un vector que est siempre empujando al cuerpo, previo corte imaginario (C).

    6) Si hubiese rozamiento se representa a la fuerza de roce mediante un vector tangente a las superficies en contacto y oponindose al movimiento o posible movimiento.

    PRIMERA CONDICIN DE EQUILIBRIO (EQUILIBRIO DE TRASLACIN) Para que un punto material o un sistema mecnico se mantiene en equilibrio (reposo o velocidad constante), la suma de las fuerzas que actan sobre el cuerpo debe ser cero. = 0

    MTODO PARA RESOLVER PROBLEMAS 1) Se dibuja el diagrama de cuerpo libre (D.C.L.) 2) Dado las fuerzas (vectores) se resuelve

    aplicando uno de los mtodos ya conocidos. 3) Coordenadas rectangulares. (este es el mtodo

    que se emplear en esta seccin) 4) Polgono cerrado. 5) Se resuelve el problema aplicando los principios

    matemticos.

    TORQUE Aunque no es igual a una fuerza, el torque es la causa que origina las rotaciones y produce aceleracin angular.

    = CONVENCIN DE SIGNOS Asumiremos signo al torque (momento de una fuerza).

    SEGUNDA CONDICIN DE EQUILIBRIO (EQUILIBRIO ROTACIONAL) La fuerza resultante y el momento resultante respecto a un mismo punto, debe ser cero. = 0; = 0

  • Conceptos bsicos TRABAJO MECNICO El concepto fsico de trabajo va siempre unido a una fuerza que produce un desplazamiento. El trabajo realizado por una fuerza constante, F, sobre un cuerpo viene dado por:

    = cos

    donde : es el mdulo de la fuerza : el mdulo de su desplazamiento : el ngulo que forman entre s el vector fuerza y el vector desplazamiento.

    Su unidad en el S.I. es el julio [J=1 Nm] El trabajo es una magnitud escalar, no vectorial. Para que se realice trabajo sobre un cuerpo es necesario que: Acte una fuerza sobre l. La fuerza tenga una componente en la direccin del desplazamiento, es decir, no sea perpendicular a l. Se produzca un desplazamiento. El trabajo tiene signo, positivo o negativo. Cuando el trabajo es negativo decimos que se ha realizado un trabajo resistente. Si representamos grficamente la fuerza frente al desplazamiento, el trabajo coincide numricamente con el rea sombrada de la figura:

    ENERGA El concepto de energa es uno de los ms importantes en Fsica una medida de su capacidad para realizar trabajo Hay distintos tipos de energa (cintica, elctrica, trmica, qumica, nuclear,.) pero en el fondo todos los tipos de energa se reducen a dos:

    Energa cintica, que es la que poseen los cuerpos debido su velocidad.

    =1

    22

    Potencial, que es la que poseen los cuerpos debido a su

    situacin en el espacio (en particular a su posicin respecto a otros cuerpos que pueden ejercer fuerzas sobre ellos).

    o La energa potencial gravitatoria se define como la energa que poseen los cuerpos por el hecho de poseer masa y estar situados a una determinada distancia mutua.

    =

    o La energa potencial elstica es energa potencial almacenada como consecuencia de la deformacin

    de un objeto elstico, tal como el estiramiento de un resorte.

    Los cuerpos poseen energa y esa energa puede transformarse de un tipo en otro. Igualmente, los cuerpos pueden transferirse energa de unos a otros. Sin embargo, la energa total del universo (y de cualquier sistema que permanezca aislado y no intercambie energa con su entorno) permanece constante: no se conoce ningn proceso que cree o destruya energa. Este principio se conoce como principio de conservacin de la energa, y es uno de los pilares fundamentales de la Fsica. Notas: La energa no se crea ni se destruye, pero s se degrada. Existen dos formas en las que los cuerpos pueden intercambiar energa: 1) Mediante la aplicacin de una fuerza que realiza un

    trabajo. 2) Colocando en contacto dos cuerpos que se encuentran a

    diferente temperatura. POTENCIA MECNICA El concepto de potencia puede emplearse para nombrar a la cantidad de trabajo que se desarrolla por una cierta unidad de tiempo. Puede calcularse, en este sentido, dividiendo la energa

    invertida por el periodo temporal en cuestin. La unidad usada en el Sistema Internacional para medir potencia es el watt y significa trabajo de un joule realizado en un segundo. (En honor al escocs James Watt, 1736-1819, famoso por la construccin de una mquina de vapor). Sin embargo, todava se emplean las siguientes unidades prcticas: el caballo de fuerza (H.P.) y el caballo de vapor (C.V.) 1 H.P. = 746 Watts 1 C. V. = 736 Watts.

    =

    =

    =

    ENERGA MECNICA a energa mecnica se puede definir como la capacidad de producir un trabajo mecnico, el cual posee un cuerpo, debido a causas de origen mecnico, como su posicin o su velocidad. Existen dos formas de energa mecnica que son la energa cintica y la energa potencial.

    = + +

    CONSERVACIN DE LA ENERGA El principio de conservacin de la energa indica que la energa no se crea ni se destruye; solo se transforma de una forma en otra. En estas transformaciones, la energa total permanece constante; es decir, la energa total es la misma antes uy despus de cada transformacin.

  • Unidad 2 Cdigo de seccin acadmica

    Fsica II Equilibrio Traslacional

    INSTRUCCIONES: Resuelva en hojas aparte dejando constancia de todo lo que realice.

    1) Si el peso de bloque de la figura es de 80 N, cules son las tensiones en las cuerdas A y B?

    Considere el embalaje de madera de

    75.0 kg mostrado en la figura. Este

    descansaba entre dos edificios y

    ahora es levantado hacia la

    plataforma de un camin que lo

    quitar de ah. El embalaje est

    soportado por un cable vertical unido

    en a dos cuerdas que pasan sobre

    poleas fijas a los edificios en A y B.

    (El sistema est en equilibrio, resolver empleando 3 cifras significativas) 2) Calcule la tensin A

    A) 646 N B) 480 N C) 66.0 N D) 49.0 N

    3) Calcule la tensin B

    A) 646 N B) 480 N C) 66.0 N D) 49.0 N

    Un motor de peso 1200 lbf cuelga de una cadena unida mediante un anillo a otras dos cadenas, una sujeta al techo y la otra a la pared. Los pesos de las cadenas y el anillo son despreciables.

    4) Calcule la tensin 1, en lbf.

    A) 1385.6 lb B) 1200 lb C) 692.8 lb D) 600 lb

    5) Calcule la tensin 2, en lbf.

    A) 1385.6 lb B) 1200 lb C) 692.8 lb D) 600 lb

    6) Obtenga el valor de las tensiones

    en la cuerda

    7) Resolver el sistema de la grfica, calculando las tres tenciones.

    Una gran bola para demolicin est sujeta por dos cables de acero ligeros. Si su masa m es de 4090kg. (Resolver empleando tres cifras significativas)

    8) Calcule la tensin B en el cable

    que forma un ngulo de 40 con la vertical. A) 5.34 KN B) 62.4 KN C) 52.3 KN D) 33.6 KN E) Ninguna de las anteriores

    9) Calcule la tensin A en el cable

    horizontal. A) 47.8 KN B) 3.43 KN C) 52.3 KN D) 33.6 KN E) Ninguna de las anteriores

    8 0 N

    4 0 B

    A

    APELLIDOS Y NOMBRES COMPLETOS No. CARNET FECHA:

    1

  • Unidad 2 Cdigo de seccin acadmica

    Fsica II Equilibrio Rotacional

    INSTRUCCIONES: Resuelva en hojas aparte dejando constancia de todo lo que realice.

    Dos bloques cuelgan de una barra segn la figura, si la barra tiene un peso de 25 N. 1) Calcular la fuerza producida en A

    A) 147.06 N B) 159.56 N C) 202.94 N D) 215.44 N E) Otra.

    2) Calcular la fuerza producida en B