Conceptos de movimiento y reposo en Física

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Movimiento parabolico-"Proyectiles"

Si lanzamos un objeto en dirección vertical hacia arriba y despreciamos la resistencia del aire, observamos como este se encuentra bajo los efectos de la fuerza gravitatoria terrestre, Fg, cuya aceleración tiene módulo, dirección y sentido fijo. ІgІ= 9.8 m/s2 vertical hacia abajo.

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Ahora estudiaremos el caso mas común de la naturaleza, cuando lanzamos un objeto hacia arriba con una inclinación determinada. Dicho cuerpo estará bajo los efectos del campo gravitacional terrestre el cual, si ignoramos de nuevo la acción de la resistencia del aire, seria otri ejemplo de movimiento con aceleración uniforme. A este tipo de objetos que se encuentran en estas condiciones se llaman proyectiles.

Si analizamos el dibujo, la única fuerza actuando sobre la pelota es el … PESO “W”, por “weight” en inglés.

Figura 1

Dicho proyectil experimenta una aceleración hacia abajo por efecto de la gravedad, pero difiere del movimiento rectilíneo en el hecho de que la dirección y sentido de dicha fuerza no coincide con la de la velocidad inicial.

Dado que no existe ninguna fuerza que actúe en la dirección horizontal, la polota no experimenta ninguna aceleración horizontal.

¿Que pasará con la magnitud de la velocidad horizontal? Será siempre la misma.

¿Y con la componente vertical? Esta irá variando a medida que pasa el tiempo.

Repasemos estos conceptos: el movimiento de un proyectil ocurre en dos dimensiones, una vertical y otra horizontal.

Dichas dimensiones determinan dos componentes de dicho movimiento que llamaremos Vx y Vy.

La dirección de Vx es siempre horizontal y apunta en la dirección del movimiento.

Vy va variando.

Analicemos el siguiente dibujo:

[pic 22]

Figura 2

Este es un dispositivo electrónico que deja caer una pelota horizontalmente desde su posición de reposo y otra verticalmente desde la misma altura.

Observamos como Vx no varia mientras que Vy aumenta a medida que el proyectil cae.

¿Que crees que sucedería si el proyectil es lanzado hacia arriba? Si, Vy disminuye a medida que avanza en altura hasta llegar a una altura máxima.

Luego comienza a caer nuevamente. De ahí, que describe un movimiento parabólico, por la forma de la trayectoria en dos dimensiones.

Ecuaciones:

A la izquierda se ven la del movimiento uniformemente acelerado y a la derecha estan adaptadas para el parabolico

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Dinamica

Es la parte de la física que estudia la relación entre la fuerza y el movimiento. La esencia de esta parte de la física es el estudio de los movimientos de los cuerpos y sus causas, sin dejar de lado los conceptos de la cinemática, anteriormente estudiadas.

Isaac Newton y las leyes del movimiento

Newton, el científico Inglés mejor conocido como físico y matemático, nacido en el año 1643, en Woolsthorpe, Inglaterra, desarrolló las ideas de Galileo Galilei y sus estudios publicados en el libro Principios matemáticos de filosofía natural, en el que describía sus estudios y descubrimientos en la gravitación Universal y describió las tres leyes fundamentales del movimiento, llamado las leyes de Newton.

Las tres leyes son:

Principio de Inercia o Primera Ley de Newton;

Principio fundamental de la dinámica y la segunda ley de Newton;

Principio de Acción y Reacción o tercera ley de Newton.

La primera ley de Newton describe lo que ocurre con los cuerpos que están en equilibrio. La segunda ley explica lo que sucede cuando no hay equilibrio, y la tercera ley muestra que el comportamiento de las fuerzas, cuando tenemos dos cuerpos en interacción.

En el estudio del movimiento, la cinemática, se propone describirlo sin preocuparnos con sus causas. Cuando nos preocupamos con las causas del movimiento, estamos entrando en un área de la mecánica conocida como dinámica.

[pic 24]

n dinámica existen tres leyes en las que todo el estudio del movimiento puede ser resumido. Estas son las conocidas “Leyes de Newton”

* Primera Ley de Newton – Ley de Inercia

* Segunda Ley de Newton – Principio fundamental de la dinámica

* Tercera Ley de Newton – Ley de acción y reacción La primera ley de Newton describe lo que sucede con los cuerpos que están en equilibrio. La segunda ley explica lo que sucede cuando no existe equilibrio y la tercera ley muestra como es el comportamiento de las fuerzas cuando tenemos dos cuerpos interactuando entre si.

Para comprender mejor estas leyes, es preciso conocer algunos conceptos físicos muy importantes como la fuerza de equilibrio.

Si por ejemplo nos detenemos a observarnos nosotros mismos, seguramente en este momento estamos sentados en una silla, leyendo este texto. Justamente ahora, sobre nosotros están actuando fuerzas, pero aún con estas fuerzas trabajando, nosotros aun continuamos en nuestro lugar. Esto sucede porque ellas están cancelándose mutuamente. Podemos decir entonces que cada uno de nosotros está en equilibrio.

El reposo no es la única situación de equilibrio posible. Imagina ponerte de pie en un bus en movimiento, si el acelere, frena o realiza una curva, podremos terminar desequilibrándonos y cayendo. Pero, existe un caso en que, a pesar de estar el bus en movimiento no existirá peligro de caernos.

Esto sucederá en caso que el ómnibus ejecute un movimiento rectilíneo y uniforme (en otras palabras, cuando se mueve en línea recta con velocidad constante). En esta situación, podemos decir que el ómnibus está en equilibrio.

Los dos casos ejemplificados anteriormente ilustran situaciones de cuerpos en equilibrio. El primero muestra el equilibrio de los