Las leyes del movimiento describen cómo se mueven los objetos bajo la influencia de diferentes tipos de fuerzas. Estas fuerzas pueden deberse a cualquier fenómeno físico, pero su efecto es el mismo. Todas las fuerzas modifican la cantidad de movimiento del sistema sobre el que actúan. Newton dio tres leyes, estas leyes describen la interacción entre dos objetos y las fuerzas entre ellos. Estas leyes se convierten en el bloque de construcción para la posterior teoría de la mecánica y el movimiento. Veamos estos conceptos y algunos problemas con ellos.
Leyes de movimiento de Newton
Sir Isaac Newton fue un físico y matemático inglés que dio las tres leyes del movimiento que forman la base de la mecánica clásica. Estas leyes siguen dando predicciones precisas, excepto para los cuerpos que viajan con una velocidad comparable a la de la luz o del tamaño de un electrón. Estas fueron las primeras leyes que describieron las fuerzas que actúan sobre los cuerpos y el movimiento del cuerpo que es gobernado por estas fuerzas.
Primera Ley de Newton: Ley de la Inercia
Esta ley establece que si un cuerpo está en reposo o se mueve en línea recta con rapidez constante. Seguirá moviéndose en línea recta a velocidad constante o permanecerá en reposo hasta que una fuerza externa actúe sobre él. Esta propiedad de cualquier objeto de resistir un cambio en su estado se llama inercia y por lo tanto esta ley se conoce como Ley de Inercia .
Segunda Ley de Newton: Ley de Fuerza y Aceleración
Esta ley es una descripción cuantitativa de los cambios que tienen lugar cuando una fuerza externa actúa sobre el cuerpo. La cantidad de movimiento del cuerpo se define como el producto de la masa y la velocidad de ese cuerpo. Cuando una fuerza actúa sobre el cuerpo, provoca cambios en el momento del cuerpo o en su dirección o en ambos. Es una de las leyes más importantes en el campo de la mecánica clásica. Suponiendo que la masa del cuerpo es “m”, la ley viene dada por,
F = mamá
Aquí, F es la fuerza que actúa sobre la partícula y “a” denota la aceleración producida en el cuerpo. La dirección de la aceleración es la misma que la dirección del movimiento.
Tercera Ley de Newton: Ley de Acción y Reacción
La tercera ley de newton establece que cuando dos cuerpos interactúan entre sí, se aplican fuerzas entre sí que son iguales en magnitud y opuestas en la dirección. Esta ley también se conoce como ley de acción-reacción. Nos permite explicar fenómenos como el equilibrio estático, donde todas las fuerzas están equilibradas, pero también se aplica a cuerpos en movimiento uniforme o acelerado. Si las fuerzas netas que actúan sobre el cuerpo son iguales, se dice que el cuerpo está en equilibrio.
Problemas de muestra
Pregunta 1: Calcula la cantidad de movimiento de una pelota lanzada a una velocidad de 10 m/s y que pesa 800 g.
Solución:
Dado: M = 800g y V = 10 m/s
El impulso está dado por,
p = MV
Ingresando los valores en la fórmula
p = MV
⇒p = (800)(10)
⇒p = 8000 g/s
⇒p = 8 × 10 3 gm/s
Pregunta 2: Calcula la cantidad de movimiento de una pelota lanzada a una velocidad de 10 m/s y que pesa 20 g.
Solución:
Dado: M = 20g y V = 10 m/s
El impulso está dado por,
p = MV
Ingresando los valores en la fórmula
p = MV
⇒p = (20)(10)
⇒p = 200 g/s
⇒p = 2 x 10 2 gm/s
Pregunta 3: Una fuerza de 20N actúa sobre un cuerpo de 2Kg de masa. Encuentre la aceleración producida.
Responder:
Dado:
m = 2 kg
F = 20 N
La aceleración estará dada por,
F = mamá
Conectando los valores,
F = mamá
⇒ 20 = (2)(a)
⇒ 10 m/s 2 = un
Pregunta 4: Una fuerza de 100N actúa sobre un cuerpo de 5Kg de masa. Encuentre la aceleración producida.
Responder:
Dado:
m = 5 kg
F = 100 N
La aceleración estará dada por,
F = mamá
Conectando los valores,
F = mamá
⇒ 100 = (5)(a)
⇒ 20 m/s 2 = un
Pregunta 5: Un cuerpo de 2Kg se mueve a una velocidad de 50m/s. Una fuerza comienza a actuar sobre él y la velocidad se convierte en 20 m/s en un tiempo de 5 segundos. Encuentre la fuerza aplicada sobre el cuerpo.
Responder:
Dado:
m = 5 kg
v i = 50 m/s,
vf = 20 m/s .
t = 5 s
La fuerza se define como la tasa de cambio del impulso.
F = m(v f – v yo )/t
⇒ F = (5)(50 – 20)/(5)
⇒ F = 30N
Pregunta 6: Un cuerpo de 10Kg se mueve a una velocidad de 100m/s. Una fuerza comienza a actuar sobre él y la velocidad se convierte en 20 m/s en un tiempo de 10 segundos. Encuentre la fuerza aplicada al cuerpo.
Responder:
Dado:
m = 10 kg
v i = 100 m/s,
vf = 20 m/s .
t = 10 s
La fuerza se define como la tasa de cambio del impulso.
F = m(v f – v yo )/t
⇒ F = (10)(80 – 20)/(10)
⇒ F = 80N
Pregunta 7: La cantidad de movimiento del cuerpo viene dada por la siguiente ecuación,
p(t) = 3t 2 + 4t + 5
Encuentre la fuerza que actúa sobre el cuerpo en t = 5.
Responder:
La fuerza se da como tasa de cambio de momento,
F = dp/dt
Dado:
p(t) = 3t 2 + 4t + 5
⇒ F = 6t + 4
En t = 5
F = 6(5) + 4
⇒ F = 34 N
Pregunta 8: La cantidad de movimiento del cuerpo viene dada por la siguiente ecuación,
p(t) = e t + t 2 + 20
Encuentre la fuerza que actúa sobre el cuerpo en t = 0.
Responder:
La fuerza se da como tasa de cambio de momento,
F = dp/dt
Dado:
p(t) = e t + t 2 + 20
⇒ F = e t + 2t
En t = 0
F = 1
⇒ F = 1 norte
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por anjalishukla1859 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA