sábado, 24 de octubre de 2015

Leyes de Newton y Momento de una fuerza.

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.

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante.
La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.
Newton expone 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.

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Tras la rotura, la fuerza neta ejercida sobre la bola es 0, por lo que experimentará, como resultado de un estado de reposo, un movimiento rectilíneo uniforme.

La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.
La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:
F = m a
La Segunda Ley de Newton expresa que: El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.
 
Péndulo Simple: Diagrama de Fuerzas
 
 
 
 
La tercera ley de Newton establece lo siguiente: siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, este ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección pero en sentido opuesto sobre el primero. Con frecuencia se enuncia así: A cada acción siempre se opone una reacción igual pero de sentido contrario. En cualquier interacción hay un par de fuerzas de acción y reacción situadas en la misma dirección con igual magnitud y sentidos opuestos.
 
La formulación original de Newton es: Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: quiere decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.
 
La fuerza de reacción (flecha verde) aumenta conforme aumenta la aplicada al objeto, la fuerza aplicada (flecha roja)
 
Momentos de una fuerza
 
El momento de una fuerza \mathbf F \, aplicada en un punto P con respecto de un punto O viene dado por el producto vectorial del vector \overrightarrow{\text{OP}}\, por el vector fuerza; esto es,
 \mathbf M_\text{O}=
\overrightarrow{\text{OP}} \times \mathbf{F}=
\mathbf{r} \times \mathbf{F} \,
Donde \mathbf{r} es el vector que va desde O a P. Por la propia definición del producto vectorial, el momento  \mathbf M \, es un vector perpendicular al plano determinado por los vectores \mathbf {F}\, y \mathbf {r}.
El término momento se aplica a otras magnitudes vectoriales como el momento lineal o cantidad de movimiento \mathbf p \,, y el momento angular o cinético, \mathbf L \,, definido como
 \mathbf L_\text{O} =
\overrightarrow{\text{OP}} \times \mathbf{p} =
\mathbf{r} \times \mathbf{p}
El momento de fuerza conduce a los conceptos de par, par de fuerzas, par motor, etc.
 




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