2a Ley de Newton

"La fuerza neta que actúa sobre un objeto es igual al producto de su masa por la aceleración que adquiere como consecuencia de dicha fuerza"

O también "La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa"

Esto quiere decir, si aplicamos una misma fuerza en dos objetos de diferente masa, por ejemplo una pelota de golf y un camión, con la misma fuerza la pelota de golf se acelerará mucho más que el camión, éste quizá ni notemos que se mueva, por lo tanto, al aplicar una misma fuerza con:

a) Menor masa se produce= mayor aceleración
b) Mayor masa se produce = menor aceleración

La segunda ley de Newton queda expresada matemáticamente de la siguiente forma:

F = m.a

donde:
F= fuerza neta que se aplica sobre un cuerpo
m = masa del cuerpo
a= aceleración que adquiere el cuerpo

Ejemplo 1: ¿Cuál es la fuerza que aplicada los neumáticos de un auto de 400 kg de masa le provoca una aceleración de 5 m/2?

Ejemplo 2. Obtén el valor de la aceleración que adquiere una bala de cañón de 9 kg de masa, cuando se le aplica una fuerza de 2000 N.

1a Ley de Newton

Las leyes de Newton son principios que permiten explicar el movimiento de los cuerpos terrestres y de los astros, fueron propuestas por Isaac Newton en 1867, sin embargo, solo son aplicables a cuerpos inerciales, es decir aquellos objetos cuya velocidad sea menor a la de la luz (300.000 km/s).

Primera Ley de Newton también conocida como Ley de la Inercia.

"Todo cuerpo mantiene su estado de reposo o de movimiento a menos que una fuerza actúe sobre él"

Es decir, ningún cuerpo puede moverse o detenerse sin que una fuerza se aplique en él, por ejemplo, los planetas del sistema solar permanecen en constante movimiento, así han estado por miles de años y no cambiará esta situación a menos que una fuerza se aplique sobre ellos.

 En los siguientes ejemplos, si se jala rápidamente el mantel la botella y los trastes se mantendrá en pie porque la fuerza sólo se aplica sobre el mantel no sobre los demás objetos.

 Otro ejemplo es que si una persona va sobre un objeto en movimiento (bicicleta, carro, etc.) y éste repentinamente se detiene, el cuerpo de la persona saldrá expulsado hacia el frente pues por inercia, el cuerpo tratará de seguir con la misma velocidad y dirección con la que iba inicialmente.

Lo mismo sucede si inicialmente un objeto está en reposo sobre otro y éste repentinamente se acelera, entonces, el cuerpo será expulsado hacia atrás pues tratará de mantener su estado de reposo y velocidad cero que tenía inicialmente.

 Puedes realizar la siguiente experiencia para comprobar la primera ley de Newton.

La resistencia que opone un objeto para cambiar su estado de reposo o de movimiento se conoce como inercia y esta propiedad depende de la cantidad de masa del objeto, es decir, si no existe una fuerza que actúe sobre el objeto, este permanecerá en su estado de reposo o de movimiento y entre mayor masa tenga mayor será la fuerza necesaria para cambiar su estado, es decir, mayor será su inercia.

http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Newton
http://es.wikipedia.org/wiki/Inercia
http://www.ecured.cu/index.php/Inercia
http://www.natureduca.com/fis_fuermov_ecuadina01.php

Experimento Fuerzas a distancia

Propósito: Observar el efecto del magnetismo como ejemplo de fuerzas a distancia.

Material:

1 imán
1 alfiler o clip
hilo
plastilina

Desarrollo:

1. Atar el alfiler al extremo de un trozo de hilo.
2. Sujetar el otro extremo de hilo a la mesa utilizando la plastilina.
3. Acercar el imán y atraer el alfiler o clip hasta dejarlo levitando.
4. ¿Qué es lo que mantiene al objeto en levitación?
5. ¿Es una fuerza por contacto o a distancia? Argumentar la respuesta.

Resultados:

Las fuerzas a distancia son aquellas que no necesitan estar en contacto directo con otro cuerpo para manifestarse, ejemplos de estas son la fuerza magnética, la fuerza de gravedad y la electrostática.

Fuerza

1. ¿Qué es fuerza?
2. ¿Qué tipos de fuerza existen?
3. ¿Cómo se representan las fuerzas?

1. ¿Qué es fuerza?

Fuerza es una interacción entre dos o más objetos y que es capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo así como la forma de los objetos, por ejemplo, se requiere de fuerzas para modificar su velocidad, ponerlos en movimiento si estaban inmóviles, detenerlos, romperlos, cambiar su forma, romperlos, empujarlos, etc. 

Debe haber  dos cuerpos: Un cuerpo no puede ejercer fuerza sobre sí mismo. Si se necesita que actúe una fuerza sobre mi persona, tendré que buscar algún otro cuerpo que ejerza una fuerza, porque no existe ninguna forma de que un objeto ejerza fuerza sobre sí mismo (yo no puedo empujarme, una pelota no puede "patearse" a sí misma).

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional de Unidades es el Newton (N)

Un newton es la fuerza que, al ser aplicada a un cuerpo de masa 1 Kilogramo, le comunica una aceleración de 1 metro por segundo al cuadrado.

En  el sistema CGS la unidad es dinas (símbolo, dyn) y en el sistema técnico en kilopondio (símbolo: kp), siendo un kilopondio lo que comúnmente se llama un kilogramo, un kilogramo fuerza o simplemente un kilo.

2. ¿Qué tipos de fuerza existen?

Se acostumbra a dividir a las fuerzas en dos tipos generales:

• Fuerzas de contacto, las que se dan como producto de la interacción de los cuerpos en contacto directo; es decir, chocando sus superficies libres, por ejemplo: golpear con un martillo, patear una pelota, empujar un carro, apretar un tornillo, levantar pesas, al jalar una locomotora de los vagones, al realizar un esfuerzo muscular para cargar algo, etcétera, siempre hay un efecto.

• Fuerzas a distancia, se producen cuando los cuerpos están separados cierta distancia unos de los otros, por ejemplo: fuerza gravitatoria (gravedad de la tierra, gravitación de los planetas, etc.), el magnetismo y la electrostática.

             

 

 3. ¿Cómo se representan las fuerzas?

 • La fuerza siempre es ejercida en una determinada dirección: puede ser hacia arriba o hacia abajo, hacia adelante, hacia la izquierda, formando un ángulo dado con la horizontal, etc., por ello se considera que la fuerza es una magnitud vectorial pues puede representarse con vectores. Por ejemplo:

Un hombre ejerce una fuerza sobre el burro, empujando o tirando de él.

Las fuerzas pueden sumarse o restarse.

Si sumas dos fuerzas que van en la misma dirección y en el mismo sentido, entonces la suma es la suma aritmética de ellas. Si sus valores son 40 Newton y 30 Newton, el resultado sería 70 Newton en la dirección y sentido común que tienen, el resultado se denomina Fuerza Resultante.

La Fuerza resultante es la suma de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo.

Si sumas dos fuerzas que van en la misma dirección pero sentidos distintos (una a la derecha y la otra a la izquierda, por ejemplo) entonces la suma es la diferencia entre ellas (resta), con la misma dirección pero el sentido de la fuerza mayor. Si sus valores son 40 Newton a la derecha y 30 Newton a la izquierda, entonces la fuerza resultante sería 10 Newton a la derecha.

Si sumas dos fuerzas que van en la misma dirección pero sentidos opuestos y resulta que las dos fuerzas tienen el mismo valor numérico, entonces la suma de ellas dará como resultado el valor 0. En este caso se puede decir que las fuerzas se anulan.

http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza

http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Fuerza_concepto.html

http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_ccnn_2/tema2/index.htm

Experimentos de electrostática

http://www.youtube.com/user/fqmanuel

Experimento sobre el movimiento de caída libre

Movimiento de caída libre

Propósito: Comprobar que la caída libre es un movimiento acelerado.

Material:
1 riel de 2.5 m de largo
1 cronómetro
1 canica

Desarrollo:

1. Marca el riel cada 50 cm
2. Colocarlo con un ángulo de inclinación de 25º
3. Dejar rodar la canica hasta la primer marca, tomar el tiempo, repetir cinco veces y obtener el promedio.
4. ¿Qué tiempo tardará la canica en recorrer hasta la marca de 100 cm?
5. Realizar la medición del tiempo por cinco veces y obtener nuevamente el promedio para la marca de 100 cm.
6. ¿Qué sucedió con el tiempo? ¿Se cumplió nuestra predicción? ¿Por qué crees que sucede esto?
7. Realizar las mediciones restantes y completar la tabla de resultados.
8. Con los datos que se tienen, calcular la rapidez con la que se desplazó la canica, dividiendo la distancia recorrida entre el tiempo transcurrido (rapidez = distancia / tiempo) y completar la tabla de resultados.
9. ¿Qué sucede con la rapidez?
10. ¿Cómo podríamos calcular la aceleración de la canica? 

11. Graficar los resultados de distancia en función del tiempo:

Resultados: El tiempo no aumenta de forma constante pues la rapidez se va incrementando cada vez más a medida que la canica rueda hacia abajo del riel, cuando la rapidez no es constante sino que se va incrementando en el transcurso del tiempo se considera que el movimiento es acelerado.

En cuanto a la gráfica, se obtendrá una parábola semejante a la representada en la siguiente imagen: