Contenido
Definiciones
relacionadas a Dinámica
Leyes
de Newton de la dinámica
Primera
ley o ley de la inercia
Segunda
ley o ley de la fuerza
Tercera
ley o ley de la acción y reacción
Estrategias
para resolver problemas de dinámica
PROBLEMAS
Y EJERCICIOS RESUELTOS DE DINAMICA (VIDEOS)
DINÁMICA
Es la parte de la física que estudia el movimiento de los
cuerpos tomando en cuenta las causas que lo provocan.
Definiciones relacionadas a Dinámica
Masa.- Cantidad de materia que
contiene un cuerpo. Es una medida de la inercia, es decir que mientras mayor
sea la masa de un cuerpo, mayor será su inercia.
Inercia.- Es la capacidad que tiene
un cuerpo de mantener su estado de movimiento, es decir si está en reposo
permanecer en reposo, o si está en movimiento seguirse moviendo con MRU.
Fuerza.- Es una magnitud física
vectorial que mide el grado de interacción entre dos cuerpos.
A continuación explicaremos algunas fuerzas importantes
dentro del tema de dinámica
Peso (W)
Es la fuerza de atracción que ejerce el planeta sobre un
cuerpo. Apunta siempre hacia el centro del planeta.
W = m.g
m: masa
g: aceleración de la gravedad (9,8m/s2)
Normal (N)
Es la fuerza perpendicular que se genera cuando dos
superficies están en contacto.
Fricción o fuerza de rozamiento (fr)
Es la fuerza que se produce cuando dos cuerpos están en
contacto y el uno tiende a moverse o se mueve respecto a otro. Su dirección es
tangente a la superficie en contacto y su sentido opuesto al movimiento
relativo. Existen dos tipos de fricción la estática y cinética.
Fricción estática (fre)
Esta fuerza es variable y se produce cuando el cuerpo está
en reposo y tiende a moverse respecto a otro, varía desde 0 hasta la fricción
estática máxima ( 0 ≤ fre ≤ fremax ).
La fricción estática máxima se produce en el estado de
movimiento inminente, es decir cuando está a punto de moverse el cuerpo.
fremax = Ue.N
Ue: coeficiente de fricción estático (adimensional).
N: Normal
Fricción cinética (frc)
Esta fuerza es constante y se produce cuando el cuerpo está
en movimiento.
frc = Uc.N
Uc: coeficiente de fricción cinético (adimensional).
Nota: La fricción cinética es ligeramente menor a la
fricción estática máxima, debido a la inercia del cuerpo ( frc
<<<<< fremax ).
Tensión (T)
Es la fuerza que se produce debido a una cuerda tensionada.
Leyes de Newton de la dinámica
Primera ley o ley de la inercia
Nos dice que todo cuerpo tiene la capacidad de mantener su
estado de movimiento, es decir si está en reposo permanecer en reposo; o si se
mueve seguirse moviendo con MRU.
Segunda ley o ley de la fuerza
Nos dice que la aceleración de un cuerpo es directamente
proporcional a la fuerza que se aplica sobre este e inversamente proporcional a
su masa.
F = m.a
Tercera ley o ley de la acción y reacción
Nos dice que, al interactuar dos cuerpos la fuerza que hace
el primero sobre el segundo, es igual a la que el segundo hace sobre el primero
en módulo y dirección; pero con sentidos opuestos
Nota: Las fuerzas de acción y reacción jamás actúan sobre
el mismo cuerpo. Por esta razón la fuerza Normal y Peso no son fuerzas de
acción y reacción.
Estrategias para resolver problemas de dinámica
1.- Debemos considerar los cuerpos como masas puntuales, es
decir que todas las fuerzas se aplican en el centro de estos como si no
tuvieran dimensión.
2.- Se tiene que realizar el Diagrama de Cuerpo Libre
(DCL), que significar aislar el cuerpo y graficar todas las fuerzas que se
aplican sobre este.
3.- Debemos graficar un sistema de coordenadas,
generalmente el eje de las X tiene que ser paralelo a la superficie y
recordamos que el eje Y es perpendicular.
4.- Se tiene que descomponer todas las fuerzas en cada uno
de los ejes del sistema de coordenadas.
5.- Si existe una aceleración resultante en alguno de estos
ejes, la sumatoria de fuerzas en dicho eje será igual a masa por aceleración;
en caso de no existir aceleración, la sumatoria de fuerzas será igual a cero.
6.- Debemos considerar positivas aquellas fuerzas que
tengan el mismo sentido que la aceleración, y negativas aquellas que tengan
sentido opuesto. En caso de no existir aceleración serán positivas aquellas
fuerzas que se dirijan hacia la derecha o arriba; y negativas aquellas que se
dirijan hacia la izquierda o hacia abajo.
7.- Se debe tener cuidado de que la aceleración no siempre
tendrá el mismo sentido que el movimiento.
PROBLEMAS Y EJERCICIOS RESUELTOS DE DINAMICA (VIDEOS)
A continuación resolveremos los siguientes problemas (solucionario
física vectorial zambrano vallejo) y ejercicios de dinámica, poleas,
polipastos:
1.- Una fuerza horizontal de 1568 N produce una aceleración
de 2,44 m/s2 en un cuerpo de 400kg de masa que se encuentra sobre
una superficie horizontal. Determinar:
a). La fuerza Normal
b). El coeficiente de rozamiento
2.- Un cuerpo de 8kg está en reposo en el punto (4 ; -7)m
en t = 0s. Si se le aplica una fuerza de (-8i + 1,6j) N, determinar:
a). La posición del cuerpo a los 8 s.
b). la velocidad del cuerpo a los 12s.
3.- En la figura si el bloque es de 10 kg y Uc = 0,15,
determinar:
a). El valor que debe tener la fuerza para que el cuerpo se
mueva con velocidad constante.
b). El valor que debe tener la fuerza para que el cuerpo se
mueva con una aceleración de 2m/s2
4.- Un objeto de 10
kg de masa se encuentra colgado del techo de un ascensor por medio de un
dinamómetro. Indica la lectura del dinamómetro si:
a. El ascensor
sube con una aceleración de 1.5m/s2.
b. El ascensor
baja con una aceleración de 1.5m/s2.
c. El ascensor
sube con velocidad constante.
d. El ascensor
desciende en caída libre.
a. T – W = m.a
T = mg + ma
T = 10(9,8) + 10(1,5)
T = 113 N
b. W – T =m.a
T = W – ma
T = 10(9,8) – 10(1,5)
T = 83 N
c. T -W = 0
T = W
T = 98 N
d. T = 0 N
5.- En la figura los bloques A y B son de 5 y 8 Kg
respectivamente. Si el plano inclinado es liso, determinar:
a. En qué sentido se mueve el sistema
b. La tensión de la cuerda
6.- Dos cajas están conectadas mediante una cuerda que
corre sobre una polea ideal como indica la Figura. El coeficiente de fricción
cinética entre la caja A y la mesa es 0.20. Determine la magnitud de la
aceleración del sistema.
7.- En el sistema de la figura los cuerpos A y B son de 18
Kg y 6 Kg respectivamente. Si Uc =0,25 determinar la aceleración de cada bloque
y el sentido de movimiento.
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