La
resultante de las fuerzas (fuerza neta) que actúan sobre un cuerpo
es directamente proporcional a la aceleración que produce.
Matemáticamente
la podemos expresar de la forma: Fresultante
= m · a
EJEMPLO
1
Se
tiene 2 carros iguales (misma masa), del primero tira un hombre con
una fuerza F y del otro tira un caballo con una fuerza 3F. ¿Cuál
adquiere mayor aceleración?
CONCLUSIÓN:
A mayor fuerza, mayor aceleración. a
es proporcional a F
EJEMPLO
2
Se
tiene 2 caballos iguales (misma fuerza), el primero tira un carro de
masa m y el segundo tira de un carro de masa 4m. ¿cuál adquiere
mayor aceleración?
CONCLUSIÓN:
A mayor masa, menor aceleración. a es proporcional a 1/m
De
los ejemplos 1 y 2 podemos concluir que: a = F / m
PRINCIPIO
DE MASA:
“la
aceleración que adquiere un cuerpo bajo la acción de una fuerza es
directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a
su masa”
La
“segunda ley de Newton o ley fundamental de la dinámica” es la
única que tiene una expresión matemática (muy sencilla), aquí
tienes las 3 variantes de la misma expresión
EJEMPLO 1.- Un futbolista golpea una pelota con una fuerza de 1,2 N y adquiere una aceleración de 3 m/s2, ¿cuál es la masa de la pelota?
EJEMPLO 1.- Un futbolista golpea una pelota con una fuerza de 1,2 N y adquiere una aceleración de 3 m/s2, ¿cuál es la masa de la pelota?
Datos:
F
= 1,2 N
a
= 3 m/s2
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Aplicamos
la segunda ley de Newton
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EJEMPLO
2.- Calcular la aceleración que produce una fuerza de 50 Newtons a
un cuerpo cuya masa es de 5000 gramos. Expresar el resultado en
m/seg2.
Datos Fórmula Sustitución
a
= a = F/m a = 50 kg
m/seg2.
= 10
m/s2.
F= 50 N 5 kg
m = 5000 gramos = 5 kg
EJEMPLO
3.- Determinar la fuerza que recibe un cuerpo de 30 kg, la cual le
produce una aceleración de 3 m/seg2.
Datos Fórmula Sustitución
F
= F = m · a F = 30 kg x 3 m/s2.
m
= 30 kg F = 90 kg m/s2.
a
= 3 m/seg2. F
= 90 Newtons.
EJEMPLO
4.- Sobre un objeto de 100 kg de masa que se mueve con una velocidad
de 12 m/s se aplica una fuerza constante en el sentido de su
desplazamiento. Tras recorrer 10 metros, el objeto se mueve con una
velocidad de 20 m/s. Determina el valor de dicha fuerza.
Para
resolver el ejercicio resuelve previamente la aceleración:
SOLUCIÓN:
F = 1280 N
PARA SABER MÁS:
Entra
en este página, en ella encontrarás otro desarrollo teórico de la
segunda ley de Newton y lo más interesante son los ejemplos y
pequeñas simulaciones que se pueden ver.
PARA
PROFUNDIZAR:
http://www.redescolar.ilce.edu.mx/redescolar/act_permanentes/conciencia/fisica/newton/nw6.htm
Desarrollo
de la ley fundamental de la dinámica ilustrada con varios ejemplos.
http://www.walter-fendt.de/ph14s/n2laws.htm
Además
del correspondiente desarrollo teórico la más interesante de este
enlace es un pequeño programa interactivo.
