Movimiento: Leyes de Newton Asbel Taha Física en Procesos Industriales Instituto IACC Lunes, 8 de abril de 2019
Desarrollo 1.Los sistemas de engranaje son muy utilizados en el levantamiento o pesaje de cargas, apalancada por una polea común que tiene la función de desviar la fuerzas. Las poleas son utilizadas en grúas, máquinas de ejercicios, izamiento de cargas, ascensores, motores de combustión interna, etc. Considere el siguiente diagrama, donde se representa un sistema de poleas con dos masas distintas sometidas a la misma aceleración.
Considere los siguientes supuestos: •Cuerda es inextensible •Despreciar la fuerza de roce ejercida por la cuerda •Considere la •Considere la aceleración de gravedad
10(/ )
La masa m1 es de 4 kg y la masa m2 es de 2 kg.
Con respecto a los datos entregados, responda:
a) Analice a que aplicación de partícula corresponde el diagrama propuesto. Argumente. Respuesta: Estamos bajo un análisis de aplicación de partícula bajo un fuerza neta, ya que “Cuando sobre una una partícula existe una aceleración se habla que sobre ese cuerpo existe una fuerza neta.” (IACC, 2019, p.9). comprobaremos esa afirmación mediante el siguiente cálculo:
m1= 4(kg) m2= 2(kg) a= ? g=
10(/ ) -
Primero calcularemos el peso de cada masa individual:
= 1 = 1 1 = 4() 4() 10(/ 10(/ ) 1 = 40( 40( /) 1 = 40( 40())
2 = 2 2 = 2() 2() 10(/ 10(/ ) 2 = 20( 20( / /) 2 = 20( 20())
El siguiente cálculo será para calcular la aceleración, esto será para argumentar la afirmación , y aplicaremos la 2ª Ley de Newton:
= =
=> : masa total
dado que en el diagrama muestra que la dirección positiva es a la izquierda, la ecuación es la siguiente:
1 − 2 = (1 + 2) 40( / ) − 20( / ) = [4() + 2()] )] 20( 20( / ) = 6() 20 = 6() 20 = 6 = 3,3 (/ (/)// b) Realice el diagrama de cuerpo libre, indicando el sentido de las fuerzas para las dos masas.
c) Calcule el valor de la tensión de la cuerda. Para el cálculo de la tension de la cuerda, sabiendo que la tension de la cuerda en ambas masa es la misma, utilizaremos los datos de la masa 1 (m1) y la 2ª ley le y de newton,dado que la direccion positivaes a la izquierda, izqu ierda, laecuacion es la siguiente:
1 = 1 1 − = 1 1 − = 1 − = (1 ) ) − 1 = −(1 ) + (1) = 1 (−+) = 4() [−3,3 [−3,3+10] = 4() 6,667 6,667 = 26,66 ,6667() ) = 26,66 ,6667()//
Por lo tanto la tensión de la cuerda es de 26,6667(N).
=
2. Considere los siguientes casos cotidianos y argumente su relación con las tres leyes de movimiento de Newton revisadas esta semana. Co mplete la siguiente tabla siguiendo el ejemplo planteado. (Nota: para cada caso puede pued e existir que apliquen más leyes, lo importante i mportante serán sus argumentos): Caso cotidiano
Ley del movimiento
Argumentos
Al estar sentado en el sofá ejerzo reacción en él ya que se deforma su superficie Estar sentado en un sofá no 3a
Ley.
Principio
de (esfuerzo
rígido
de
contracción/fuerza
acción y reacción gravitatoria (peso)) y el sillón ejerce sobre mí la tensión correspondiente. El vehículo al realizar subida de cambio, en una cuesta en dirección hacia arriba, se
Subir cambios en el auto en una
2ª ley de Newton : desacelera, con el peso del vehículo en el
cuesta (camino inclinado)
Aceleración camino inclinado a causa de la fuerza de gravedad. El metro esta en movimiento con velocidad constante, y la persona dentro del metro
Sufrir una caída en el metro al 1ª Ley de Newton:
tiende a estar en reposo o en movimiento
no ir sujeto a los elementos de Inercia
junto al tren, cuando el metro se detiene la
seguridad persona dentro del metro tiende a seguir a la misma velocidad y dirección inicial, por
Caso cotidiano
Ley del movimiento
Argumentos
lo que sufre la caída. El auto al ir en velocidad constante, se encuentra con una curva, y si mantiene su Derrapar en auto en un camino
1ª ley de Newton: velocidad al realizar la curva, éste tiende a
sinuoso
Inercia seguir la misma dirección, por lo que derrapará. Cuando un jugador recibe un pase y la entrega con otro pase, el balón viene con
Impactar un balón de fútbol con
3ª Ley de Newton:
una fuerza y dirección determinada hacia
el pie
acción y reacción.
el jugador e impacta en el pie, y el pie ejerce una fuerza contraria al balón con lo que cambia la dirección de éste.
Bibliografía
IACC. (2019). Mecánica: Leyes del Movimiento, Apuntes Movimiento, Apuntes de Física en Procesos Industriales-Semana 2.
