LEYES DE NEWTON PARA LA MECÁNICA APLICACIÓN DE LAS LEYES DE NEWTON EN EL MOVIMIENTO CIRCULAR

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LEYES DE NEWTON PARA

LA MECÁNICA

APLICACIÓN DE LAS LEYES DE NEWTON EN EL MOVIMIENTO CIRCULAR

Armando Nevares González Ingeniero en Física Nuclear

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ÍNDICE

Leyes de la mecánica newtoniana. Movimiento circular.

Curvas viales horizontales. Curvas viales peraltadas.

Caso particular en curvas horizontales. Densidad.

Casos particulares de la densidad y su uso industrial. Cálculo de la masa terrestre mediante la densidad.

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PRIMERA LEY:

LEY DE LA INERCIA

Todo cuerpo tiende a mantener su estado inicial en el evento, si está detenido se opondrá al movimiento, y si se mueve de forma rectilínea

uniforme, se opondrá a la aceleración o desaceleración.

Dicha ley está relacionada directamente con la masa del objeto.

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SEGUNDA LEY

La sumatoria de todas las fuerzas externas ejercidas sobre un objeto son cero si el objeto

está detenido, o igual a su masa por la

aceleración que adquiere si se está moviendo.

En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de fuerza es el NEWTON y equivale al producto de kilogramo por metro, y esto dividido por la unidad de tiempo al cuadrado; es decir, segundo al cuadrado.

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TERCERA LEY:

LEY DE LA ACCIÓN

Y REACCIÓN

Relaciona la interacción que existe entre dos cuerpos en cuanto a fuerzas externas se refiere;

es decir, si un cuerpo “A” ejerce sobre otro “B” una fuerza externa, “B” reacciona con una fuerza

igual y de sentido contrario

Por tanto, la fuerza de “A” sobre “B” es igual a menos la fuerza de “B” sobre “A”

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MOVIMIENTO CIRCULAR

Es un movimiento en 2 dimensiones, en el que la fuerza que se produce debido a la rotacional de un objeto, va hacia el centro de la circunferencia lo que hace el movimiento y

se denomina fuerza centrípeta y también hacia el centro de la circunferencia va la aceleración y se le denomina aceleración

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APLICACIÓN DE LAS LEYES DE

NEWTON AL MOVIMIENTO

CIRCULAR

La Fuerza Centrípeta es la fuerza que mantiene al cuerpo rotando e impide que pierda su trayectoria.

Existe otro término que sería bueno recordar y es la velocidad tangencial, esta es la velocidad que es tangente a la trayectoria y es la causante de que el objeto pueda perder su trayectoria circular.

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APLICACIONES

Tenemos en la vida diaria dos tipos de curvas en carretera:

• CURVAS HORIZONTALES: La Fuerza Centrípeta existente es solamente la Fuerza de Fricción Estática entre el pavimento y el caucho de la rueda.

• CURVAS PERALTADAS: Se realiza creando un cierto ángulo de la curca respecto a la horizontal, y la Fuerza Centrípeta que se origina sería la componente de la normal en el Eje “X” del sistema.

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CASO ESPECIAL

Cuando un conductor de un motor o bicicleta toma una curva, el conductor tiende a inclinarse

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DENSIDAD

CÓMO EMPLEAR LA DENSIDAD PARA EL CÁLCULO DE LA MASA DE LA TIERRA

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DEFINICIÓN

Es la propiedad de la materia definida por su masa y el volumen que ésta ocupa.

Podríamos decir que es la cantidad máxima de masa que se puede ubicar en un volumen determinado, pero independientemente del volumen tomado, la densidad de un elemento siempre es el mismo.

Solo varía la densidad, preferentemente con la temperatura.

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UNIDAD DE MEDIDA DE DENSIDAD

La masa en kilogramo y el volumen en metros

cúbicos

Densidad = masa/volumen

Densidad = KG/

𝑀

3

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CURIOSIDAD:

A medida que van perdiendo temperatura, todos los fluidos van aumentando su densidad ya que con la pérdida de temperatura sus moléculas vibran menos y esto hace que ocupen más masa en un mismo volumen.

El agua tiene un carácter atípico, pues conforme pierde temperatura aumenta su densidad hasta llegar a 4° Celsius. A partir de allí sigue perdiendo temperatura y comienza a disminuir su densidad.

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CURIOSIDAD:

Gracias a esta característica atípica del agua fue posible el origen de la vida en la tierra, ya que se originó en mares y lagos y por tal razón se congela la superficie y no el fondo del lago, en el fondo sigue existiendo líquido.

Esta propiedad del agua nos dice que la mayor densidad del agua es a 4° Celsius. Es a esta temperatura en la que el agua tiene la mayor cantidad de masa en el menor volumen, es por esto que los líquidos que son gaseados como refrescos y licores se envasan a esta temperatura.

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CÁLCULO DE LA MASA DE LA TIERRA:

Se toma una muestra de tierra y se llena un

volumen determinado, luego se le mide la

masa a la tierra que ocupó este volumen y ya

tenemos la densidad de la tierra.

Densidad de la tierra 5.52x

10

3

KG/

𝑀

3

Para el

cálculo del diámetro terrestre, los antiguos se

basaron en cálculos pitagóricos y obtuvieron

que era de 12742 kilómetros.

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Por lo que el radio es de 6371 kilómetros.

Si tomamos la tierra como una esfera, el cálculo de su volumen sería el volumen de una esfera: 4/3. π.radio 3

Por tanto tenemos radio terrestre de 6371x10 3 m.

4/3. π.(6371000) 3

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• Densidad=masa/volumen.

• Masa= densidad. volumen.

• Masa de la tierra=densidad de la tierra.

volumen de la tierra.

• Masa de la tierra= 5.2x

10

3

x1.08x

10

21

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BIBLIOGRAFÍA

Young H, Freedman_R (2009, decimosegunda Edición). Sears. Zemansky. México. Pearson Educación.

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CONTACTO

Profesor Armando Nevares González Ingeniero en Física Nuclear

Universidad Latina de Costa Rica Teléfono: (506) 2277-8269

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