Trabajo de fisica: gravitación universal mediante la aplicación práctica en situaciones de la vida cotidiana

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Figura 2.1

En el triángulo de la figura 2.2 se muestran las fuerzas con que las cargas Q1 y Q2 repelen a la carga Q3. F23 representa la fuerza con que la carga Q2 repele a la carga Q3 y F13 representa la fuerza con que la carga Q1 repele a la carga Q3.

[pic 8]Figura 2.2

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Fuerzas mecánicas especiales

Peso de un cuerpo

El peso un cuerpo es la fuerza con que él es atraído por la tierra.

El peso (P) es también una magnitud vectorial que tiene dirección vertical y sentido hacia abajo.

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Fuerzas elásticas

Se llaman fuerzas elásticas a las fuerzas de restauración, originadas en la parte interna del material, que tienden a regresar el cuerpo a su posición original y que están aplicadas sobre el cuerpo que origina la deformación.

Esta fuerza puede ser calculada a través de la ley de Hooke, la cual puede ser enunciada así:

“Las fuerzas aplicadas sobre un cuerpo elástico son siempre proporcionales a las deformaciones que producen, mientras no se alcance el límite de elasticidad de elasticidad del material”

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Fuerza normal

Se define como la fuerza que ejerce una superficie sobre un cuerpo apoyado sobre ella. Ésta es de igual magnitud y dirección, pero de sentido contrario a la fuerza ejercida por el cuerpo sobre la superficie.

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Fuerza de tensión

Es la fuerza ejercida por una cuerda, considerada de masa despreciable e inextensible, sobre un cuerpo que está ligado a ella.

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Fuerza de fricción y coeficientes de razonamiento

Las fuerzas de fricción o roce de son fuerzas que se originan en la superficie de contacto entre dos cuerpos.

La fuerza de fricción o roce es una fuerza tangencial, paralela a las superficies en contacto.

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El coeficiente de fricción estático es el cociente entre la fuerza de fricción estática y la fuerza normal que tiende a mantener a dos superficies unidas.

Fuerza de cohesión

Es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de un mismo cuerpo. Esta fuerza hace que los cuerpos adquieran tres estados.

Sólido, cuando la fuerza de cohesión entre sus moléculas es muy grande.

Líquido, cuando la fuerza de cohesión no es muy grande, razón por la cual los líquidos toman forma del recipiente que los contiene.

Gaseoso, aquí la fuerza de cohesión es casi nula, razón por la cual los gases son volátiles y expansibles.

Fuerza de adhesión

Es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de cuerpos diferentes. La tinta se adhiere al papel cuando escribimos. Cuando se pinta una pared, la pintura se adhiere a ésta.

Leyes de Newton

Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos, que revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo.

Enunciados

Primera Ley de Newton o Ley de Inercia: La primera ley de Newton expresa que “Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él”.

Segunda Ley de Newton o Ley Fundamental de la dinámica: La Segunda Ley de Newton expresa que “El cambio de movimiento es directamente proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime”.

Tercera Ley de Newton o Principio de acción y reacción: La tercera ley de Newton establece que “Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria”.

Aplicaciones

Primera Ley:

Se puede considerar como ejemplo ilustrativo de esta primera ley una bola atada a una cuerda, de modo que la bola gira siguiendo una trayectoria circular. Debido a la fuerza centrípeta de la cuerda (tensión), la masa sigue la trayectoria circular, pero si en algún momento la cuerda se rompiese, la bola tomaría una trayectoria rectilínea en la dirección de la velocidad que tenía la bola en el instante de rotura.

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Segunda Ley:

Entre las posibles aplicaciones de la Segunda Ley de Newton, se pueden destacar:

- Caída libre: es un movimiento que se observa cuando un objeto se deja caer desde una cierta altura sobre la superficie de la tierra. Para estudiar el movimiento se elige un sistema de coordenadas donde el origen del eje y está sobre esta última. En este sistema tanto la velocidad de caída como la aceleración de la gravedad tienen signo negativo. En el ejemplo representado, se supone que el objeto se deja caer desde el reposo, pero es posible que caiga desde una velocidad inicial distinta de cero.

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- Péndulo simple: partícula de masa m suspendida del punto O por un hilo inextensible de longitud l y de masa despreciable. Si la partícula se desplaza a una posición θ0 (ángulo que hace el hilo con la vertical) y luego se suelta, el péndulo comienza a oscilar. El péndulo describe una trayectoria circular, un arco de una circunferencia de radio l. Las fuerzas que actúan sobre la partícula de masa m son dos, el peso y la tensión T del hilo.

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