LEYES DE NEWTON

DINÁMICA DE LA PARTÍCULA

La dinámica es la parte de la Mecánica que estudia las relaciones entre las causas que originan los movimientos y las propiedades de  los  movimientos  originados. Las  Leyes de  Newton constituyen  los  tres  principios  básicos  que  explican  el movimiento  de  los  cuerpos,  según  la mecánica  clásica.  Fueron formuladas  por  primera  vez  porNewton en  1687,  aunque  la primera  de  ellas  ya  fue  enunciada  por Galileo. Tal ycomo las vamos  a  ver  aquí  sólo  son  válidas  para  un Sistema  de Referencia Inercial.

Primera Ley de Newton

Todo cuerpo que no está sometido a Ninguna interacción (cuerpo libre o aislado) permanece en reposo o se traslada con velocidad constante.

Esta  ley  es  conocida  como  la ley de inercia y  explica  que para modificar el  estado  de  movimiento  de  un  cuerpo  es necesario  actuar  sobre  él.  Definimos  una  nueva  magnitud vectorial  llamada momento lineal (o  cantidad  de movimiento) p de una partícula:

Tercera Ley de Newton

Segunda Ley de Newton

Se define fuerza F que actúa sobre un cuerpo como la variación instantánea de su momento lineal. Expresado matemáticamente:

SEGUNA LEY DE NEWTON

• Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.

• En términos matemáticos esta ley se expresa mediante la relación

PROBLEMA 1

1. Un hombre de 110 kg baja al suelo desde una altura de 12 m, sosteniéndose de una cuerda, que pasa por una polea, y que en su otro extremo tiene unido un saco de arena de 74 kg. (a) ¿Con que velocidad cae el hombre al suelo? (b) ¿Hay algo que pueda hacer el hombre para reducir la velocidad con la que cae? (c) Calcular el valor de la tensión de la cuerda

PROBLEMA 2

Un elevador y su carga tienen una masa total de 1600  kg.  Calcular  la  tensión  del  cable  que sostiene  al  elevador  cuando  se  hace  que  éste, que inicialmente descendía a 12 m/s, se detenga con una aceleración constante en 42.0 m/S2

PROBLEMA 3

• Un elevador de 6200 lb es jalado hacia arriba por un cable con una aceleración de 3.8 ft/s2. (a) ¿Cuál es la tensión del cable?

PROBLEMA 4.• En la figura 1, A es un bloque 

de  4.4  kg  y  B  es  un  bloque de  2.6  kg.  Los  coeficientes de fricción estática y cinética entre A y la mesa son 0.18 y 0.15.  (a)  Determine  la masa mínima  del  bloque  C  que debe  de  colocarse  sobre  A para  evitar  que  se  deslice. (b) Si de repente se retira el bloque  C,  ¿Cuál  seria  la aceleración de A?

PROBLEMA 5

En la figura 2, A es un bloque de 4.4 kg y B es un bloque de 2.6 kg. Los coeficientes de fricción estática y cinética entre A y la mesa son 0.18 y 0.15. (a) Determine la masa mínima del bloque C que debe de colocarse sobre A para evitar que se deslice. (b) Si de repente se retira el bloque C, ¿Cuál seria la aceleración de A?

Figura 2.