Este documento resume las tres leyes de Newton de la dinámica. La primera ley establece que un cuerpo permanece en reposo o en movimiento uniforme a menos que se aplique una fuerza neta. La segunda ley establece que la aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta aplicada y en la dirección de la fuerza. La tercera ley establece que para cada acción existe una reacción igual y opuesta. El documento también presenta varios problemas de aplicación de estas leyes.
3. 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.
4. 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:
9. • 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
10.
11. 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
12. 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
13. 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?
14. 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?
15. 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.
