GUÍA # 2
CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
GUIA
DE APRENDIZAJE DE FÍSICA PARA EL GRADO DÉCIMO
TEMA: Primera ley de Newton
o Ley de la inercia y tipos de fuerzas
OBJETIVO: Aplicar la primera
ley de Newton a la solución de problemas relacionados con fuerzas
Esta ley postula, por
tanto, que. “un cuerpo no
puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo
uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo
resultante no sea nulo sobre él”. Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están
sometidos constantemente a fuerzas de
roce o fricción, que los frena de
forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que
entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente
a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la
fricción.
En consecuencia, un
cuerpo con movimiento rectilíneo uniforme implica que no existe ninguna fuerza
externa neta o, dicho de otra forma; un objeto en movimiento no se detiene de
forma natural si no se aplica una fuerza sobre él. En el caso de los cuerpos en
reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si esta cambia es
porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.
Ejemplo, para un
pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo
del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una
estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita,
por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento.
Sistemas de referencia inerciales. 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.
Un sistema de
referencia inercial es aquel en el que es válido el principio de inercia
Masa inercial. Es una medida de la resistencia de una masa al cambio de
su velocidad con relación a un sistema de referencia inercial.
Fuerzas
comunes:
1. El peso de los
cuerpos (m . g): El peso es una
fuerza que experimenta un cuerpo de masa “m” debido a la tierra.
El peso es un vector por lo tanto tiene tamaño y
dirección
2. Fuerza Normal (N): Es la fuerza que ejerce la superficie sobre un cuerpo
que está sobre ella, esa fuerza es perpendicular a la superficie y hacia a
fuera:
La fuerza normal depende de las diferentes fuerzas que el
cuerpo experimenta ( si no hay otra fuerza diferente al peso en el eje de la
y, N es igual a m.g).
3. Fuerza de tensión (T): Es la fuerza que ejerce una cuerda o un alambre sobre el objeto al cual está unida.
4. Fuerza de fricción (f): Es aquella que se opone al movimiento, es ejercida
por la superficie de contacto.
Esta fuerza es proporcional a la normal (f α N)
µ es la pendiente de la fuerza.
Hay dos fuerzas de fricción:
- Fuerza de fricción estática: fs ≤ µs N (µs es el coeficiente de fricción estático)
En
el instante en que empieza a moverse el objeto es igual si no es menor.
- fs= µs N
Mientras más lisas sean las
superficies de contacto µs es menor. µs
> µk,
Cuando µ = 0
no hay fricción.
ACTIVIDAD
Lea cuidadosamente la guía y
con base en ello responda en su cuaderno:
1.
Explique brevemente
en que consiste la ley de la inercia.
2.
Para que un cuerpo
permanezca en su estado de reposo o de movimiento como debe ser la sumatoria de
todas las fuerzas.
3.
Qué pasa con un
cuerpo si la fuerza neta es diferente de cero?
4.
Explique qué
significan cada una de las siguientes expresiones:
a. ∑ F= 0
b. ∑ F= m . a
5.
Elabore un resumen de
cada una de las fuerzas que pueden actuar sobre un objeto, Realice los esquemas.
6.
Un cuerpo de masa “m”
es arrastrado por una persona con una cuerda, la cual forma un ángulo Ɵ con la
horizontal. Elabore el diagrama de cuerpo libre donde se muestre cada una de
las fuerzas que actúan sobre él.
Resuelva los siguientes
problemas:
7.
El peso de una caja
es de 400 N. Si un hombre ejerce una fuerza de 200 N con una cuerda que forma
con a horizontal un ángulo de 30°, determinar:
a. Las fuerzas que actúan sobre la caja.
b. La fuerza normal y la fuerza de rozamiento, si la caja se
mueve con velocidad constante.
8. Un bloque A se
desliza sobre la superficie del bloque B con una aceleración de 2m/s2.
¿cuál será el coeficiente de rozamiento cinético µk entre el bloque A y el bloque B?, Realice el diagrama de
cuerpo libre.
9. Un hombre arrastra una caja por el suelo mediante una
cuerda que forma un ángulo de 30° con la horizontal. ¿con qué fuerza tendría
que tirar el hombre si la caja que tiene una masa de 500 g, se mueve con
velocidad constante y el coeficiente de rozamiento cinético (µk)
es de 0,4?. Realice el diagrama de cuerpo libre.
fs
≤ µsN (µs
es
el coeficiente de fricción estático)
En el instante en que empieza a moverse el
objeto es igual si no es menor.
a. fs = µsN
b. Cuando está en movimiento fuerza de fricción
cinética: : fk = µkN
Mientras más lisas sean las
superficies de contacto µ es menor µs > µk,
cuando µ = 0 no hay fricción.
