Introduccion Fuerza y Movimiento
Desde la antigüedad la relación entre fuerza y movimiento fue objeto de estudio. En el siglo IV (a. C) el filósofo griego !ristóteles fundament"ndose #nicamente en la $observación% manifestaba &ue 'ara 'oner un cuer'o en movimiento o 'ara mantenerlo en dico estado una vez iniciado era necesario &ue sobre el cuer'o actuara de manera constante una fuerza. i *sta dejaba de actuar el cuer'o ad&uir+a su $estado natural% es decir el $re'oso%. ,o se 'reocu'ó !ristóteles de acer la com'robación e-'erimental e-'erimental de sus ideas y debido a su enorme 'restigio las mismas se mantuvieron asta el siglo VI sin &ue nadie se animara a contradecirlas ya &ue tales com'ortamientos se consideraban como $naturales% y sin ninguna discusión asta &ue surge el f+sico italiano Galileo Galilei &uien enfrentó el 'ensamiento aristot*lico basado en una serie de razonamientos lógicos. /alileo &ue introduce el m*todo e-'erimental en el estudio de los fenómenos f+sicos realizó una serie de e-'erimentos &ue lo llevaron a conclusiones diferentes de las de !ristóteles. Como en el universo todos los objetos est"n sometidos a interacciones mutuas es muy im'ortante establecer &ue relación e-iste entre fuerza y movimiento. El estudio del movimiento tomando en cuenta las fuerzas de interacción entre el objeto &ue se mueve y los dem"s objetos &ue lo rodean recibe el nombre de Din"mica .
Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado / Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado El movimiento El movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), variado (MRUV), es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta recta estando estando sometido a una aceleración constante. En este tipo de movimiento a diferencia del MRU MRU ( (movimiento movimiento rectilíneo uniforme), uniforme), la velocidad vara y por ser rectilíneo la dirección y sentido del desplazamiento no varía . !ero esta variación a su vez es con un cierto orden, es decir que cambia un mismo intervalo en una misma cantidad de tiempo. !or este "ec"o aparece esta nueva ma#nitud llamada aceleración. La aceleración est$ aceleración est$ representada por la por la fórmula% a & (Vf ' Vi) *a a es la aceleración, Vi es la velocidad del inicio y Vf es la velocidad final.
Se puede decir también, que a diferencia del movimiento rectilíneo uniforme la distancia recorr rec orrid ida a es igu igual al po porr cad cada a in inter terval valo o de tie tiemp mpo o igu igual al y en el movimient movimiento o rectilineo uniformemente uniformeme nte variado las distancias distancias recorridas recorridas son diferentes diferentes por intervalos intervalos de tiempo
iguales . Esto hace que la velocidad varíe en su módulo (Rapidez) y la razón de esta variación de velocidad por unidad de tiempo se llama aceleración. Es uniformemente porque las distancias aumentan o disminuyen proporcionalmente por cada intervalo consecutivo, de manera que la variación de la velocidad es igual en el mismo intervalo de tiempo . La aceleración es una razón constante osea que siempre es el mismo valor.
Resumiendo todo esto, en mec$nica cl$sica el movimiento rectilneo uniformemente variado (MRUV) presenta tres caractersticas fundamentales%
1. *a aceleración y la fuerza resultante sobre la partcula son constantes. 2. *a velocidad vara linealmente respecto del tiempo. 3. *a posición vara se#+n una relación cuadr$tica respecto del tiempo. *a fi#ura muestra las relaciones, respecto del tiempo, del desplazamiento (par$bola), velocidad (recta con pendiente) y aceleración (constante, recta "orizontal) en el caso concreto de la cada libre (con velocidad inicial nula).
Leyes del movimiento de Neton *as Leyes de Newton, tambin conocidas como Leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se e-plican la mayor parte de los problemas planteados por ladinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos.
Primera ley de Newton o ley de la inercia En esta primera ley, e/ton e-pone que 0odo cuerpo tiende a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilneo a no ser que sea obli#ado a cambiar su estado por fuerzas e1ercidas sobre l2. Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por s solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza neta sobre l. e/ton toma en cuenta, s, que los cuerpos en movimiento est$n sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma pro#resiva. !or e1emplo, los proyectiles contin+an en su movimiento mientras no sean retardados por la resistencia del aire e impulsados "acia aba1o por la fuerza de #ravedad. *a situación es similar a la de una piedra que #ira amarrada al e-tremo de una cuerda y que su1etamos de su otro e-tremo. 3i la cuerda se corta, cesa de e1ercerse la fuerza centrpeta y la piedra vuela ale1$ndose en una lnea recta tan#encial a la circunferencia que describa (an#ente% es una recta que toca a una curva sin cortarla). (Ver figura !.
"egunda ley de Newton o ley de aceleración o ley de fuerza *a se#unda ley del movimiento de e/ton dice que 04uando se aplica una fuerza a un ob1eto, ste se acelera. 5ic"a a aceleración es en dirección a la fuerza y es proporcional a su intensidad y es inversamente proporcional a la masa que se mueve2. Esta ley e-plica qu ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qu ser constante) act+a una fuerza neta% la fuerza modificar$ el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios e-perimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta6 esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. E1emplo% 3i un carro de tren en movimiento (ver figura #!, con una car#a, se detiene s+bitamente sobre sus rieles, porque tropezó con un obst$culo, su car#a tiende a se#uir desplaz$ndose con la misma velocidad y dirección que tena en el momento del c"oque.
$ercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción Enunciada al#unas veces como que 7para cada acción e-iste una reacción i#ual y opuesta7. En trminos m$s e-plcitos% *a tercera ley e-pone que por cada fuerza que act+a sobre un cuerpo, ste realiza una fuerza de i#ual intensidad y dirección pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produ1o. 5ic"o de otra forma, las fuerzas siempre se presentan en pares de i#ual ma#nitud, sentido opuesto y est$n situadas sobre la misma recta. Este principio presupone que la interacción entre dos partculas se propa#a instant$neamente en el espacio (lo cual requerira velocidad infinita), y en su formulación ori#inal no es v$lido para fuerzas electroma#nticas puesto que estas no se propa#an por el espacio de modo instant$neo sino que lo "acen a velocidad finita 7c7. Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no est$n aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, se#+n sean sus masas. !or lo dem$s, cada una de esas fuerzas obedece por separado a la se#unda le y.
REPOSO Y MOVIMIENTO COMO MODOS DE SER POR ARISTOTELES
Antes de responder a la pregunta acerca de por qué razón algunas cosas están a veces en movimiento y a veces en reposo Aristóteles va a refutar las tesis de los filósofos anteriores. La de Parménides, que el Uno es inmóvil y lo que es no se mueve, es rechazada por contraria al testimonio de los sentidos y de las ciencias. ontra !eráclito, que afirma"a que todas las cosas está siempre en devenir, manifiesta que ni los cam"ios cuantitativos ni los cualitativos son necesariamente continuos, sino que pueden producirse a saltos o darse inversiones de dirección, por lo que en consecuencia ha"rá fases o momentos de reposo# a$ade, como e%emplo respecto al desplazamiento, que las cosas que están en sus lugares propios no están en movimiento.
ontra la tesis de Ana&ágoras 'que hay reposo antes de la acción de la (nteligencia y movimiento después, sin ha"er nunca algo en vaivén del uno al otro) se arguye que eso impide la generación y la destrucción, algo que de"e descartarse, pues el movimiento es un cam"io desde la destrucción de un estado original hacia la generación de un estado final. ontra la tesis de *mpédocles ' unas veces todo está en reposo y otras todo está en movimiento) se aduce nuevamente lo ya dicho contra Parménides y contra !eráclito. + lo mismo argumenta contra la tesis de Platón )las ideas en eterno reposo, las cosas en continuo movimiento) a$adiendo que eso va contra el testimonio de los sentidos, que nos muestra que las cosas alternan estados de movimiento y de reposo.
8iblio#rafia
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