Luis Angelats Silva

Isaac Newton (1642-1727)

Tema 3: EQUILIBRIO LEYES DE NEWTON

31/08/2014

UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

Departamento de Ciencias rea de Fsica

FISICA GENERAL 2014 - II

Curso: Dr. Luis M. Angelats Silva langelatss@upao.edu.pe

FUERZAS E INTERACCIONES: Es la accin de un cuerpo sobre otro que cambia o tiende a cambiar su

movimiento o forma. La fuerza es una magnitud vectorial con mdulo y direccin.

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Componentes de Fuerzas:

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Medicin de la intensidad de una Fuerza

2

2

2

1 FFF 21 FFF

Fuerza resultante y

su componentes:

0

FR

Y

X

F1

F2

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Ejemplo 1:

Tres cables templadores sujetan un conteiner de alimentos en puerto de embarque. Las

magnitudes de las tres fuerzas son (ver Figura): F1 = 250 N, F2 = 50 N y F3 = 120 N.

Obtenga las componentes x e y de la fuerza neta sobre el conteiner, as como la

magnitud y direccin n de la fuerza neta.

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Solucin:

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LEYES DE NEWTON:

Primera Ley de Newton (Ley de inercia): si sobre un cuerpo no acta ninguna fuerza,

este se mantiene o bien en reposo o bien en movimiento rectilneo uniforme.

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0

N

i

iR FF1

Constantev

Segunda ley de Newton:

2F F 3F

a 2a 3a

M M M

Caso 1: Masa constante la aceleracin de un objeto es

directamente proporcional a la fuerza

resultante que acta sobre l

F F

a a/2 a/3

F M 2M 3M

Caso 2: Fuerza aplicada constante la aceleracin de un objeto es

inversamente proporcional a su masa

La aceleracin de un objeto es directamente proporcional a la fuerza resultante

que acta sobre l e inversamente proporcional a su masa

m

FaSegunda Ley de Newton:

Tercera Ley de Newton: cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, el segundo ejerce

sobre el primero una fuerza igual en magnitud y de sentido opuesto a la que ste ejerce

sobre el segundo.

1221 FF

1221 FF

con

Ejemplos:

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Unidades de fuerza, masa y aceleracin:

Sistema de unidades Masa Aceleracin Fuerza

S. I.

c.g.s.

Ingls

kg

g

Slug

m/s2

cm/s2

pies/s2

1 Newton 1 kg.m/s2

1dina 1g.cm/s2

1lb-f 1slug.pies/s2

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Diagramas de cuerpo libre:

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Problemas de aplicacin de las leyes de newton:

Ejercicio 1:

Un semforo que pesa 122 N se

sostiene con dos cables fijos a un

soporte (ver figura). Encuentre la

tensin en los tres cables.

Aplicando mtodo de Lamy:

T2

T1

sen sen sen123 TTT

T3

Mtodo de Lamy:

)))](

53(90 sen( sen[180 sen12 T

3790

T

5337

N122

T2 = 97.4 N y T1 = 73.4 N

Solucin 1:

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Solucin 2: Aplicando componentes:

T1

T3

Y

X

37 53

80

T2 Fuerza Componente X Componente Y

T 1 -T1 cos 37 T1 sen 37

T2 T2 cos 53 T2 sen 53

T3 0 - 122 N

Fx = -T1 cos 37+ T2 cos 53 + 0 = 0

Fy = T1 sen 37+ T2 sen 53 - 122 = 0

T2 = 97.4 N y T1 = 73.4 N

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Ejercicio 2:

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Solucin

Como el sistema est en equilibrio, se aplica la primera ley de Newton en cada

direccin x e y:

Despejando T y N, y remplazando los

valores numricos:

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Un bloque de 50N de peso se ubica sobre un plano inclinado en un

ngulo de 30 con la horizontal. El bloque se sujeta con una

cuerda ideal que se encuentra fija en la parte superior del plano

inclinado, como se muestra en la figura. Calcular la tensin de la

cuerda y la fuerza normal.

Ejercicio 3:

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Ejercicio 4:

Calcular la tensin en cada cuerda en los sistemas que se muestran en las figuras 1, 2 y

3. Las masas son de m = 10 kg, M = 15 kg, = 37.

Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3

m

M

m

m M

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