sábado, 10 de julio de 2010

lunes, 5 de julio de 2010

SUMA DE VECTORES

Para sumar dos vectores libres (vector y vector) se escogen como representantes dos vectores tales que el extremo final de uno coincida con el extremo origen del otro vector


Método del paralelogramo
Consiste en disponer gráficamente los dos vectores de manera que los orígenes de ambos coincidan en un punto, completando un paralelogramo trazando rectas paralelas a cada uno de los vectores, en el extremo del otro (ver gráfico a la derecha). El resultado de la suma es la diagonal del paralelogramo que parte del origen común de ambos vectores.









Método del triángulo
Consiste en disponer gráficamente un vector a continuación de otro; es decir, el origen de uno de los vectores se lleva sobre el extremo del otro. A continuación se une el origen del primer vector con el extremo del segundo







Método analítico para la suma y diferencia de vectores
Dados dos vectores libres,


El resultado de su suma o de su diferencia se expresa en la forma


DESCOMPOSICION DE VECTORES EN SUS COMPONENTES

Al igual que se pueden combinar dos vectores en uno, o sea su suma, también es posible hacer lo contrario; dado un vector, encontrar los dos vectores cuya suma es el vector primitivo..
Imagine que el vector dado está representado por la fecha AB del dibujo y queremos descomponerlo en las partes de la suma de dos vectores dirigidos a lo largo de AA' y AA". Dibujamos líneas a lo largo de AA' y AA" y también líneas paralelas a ellas desde B, el otro final del vector. Si AA' y AA" son perpendiculares entre si (lo usual), entonces estas líneas encierran un rectángulo ACBD, donde AB es su diagonal. Es evidente que AC y CB son la solución a nuestro problema y en la suma de vectores
AC + CB = AB

VECTOR

Un vector es utilizado para representar una magnitud física el cual necesita de un módulo y una dirección (u orientación) para quedar definido.
Los vectores se pueden representar geométricamente como segmentos de recta dirigidos o flechas en planos o ; es decir, bidimensional o tridimensional.
Ejemplos
La velocidad con que se desplaza un móvil es una magnitud vectorial, ya que no queda definida tan sólo por su módulo (lo que marca el velocímetro, en el caso de un automóvil), sino que se requiere indicar la dirección hacia la que se dirige.
La fuerza que actúa sobre un objeto es una magnitud vectorial, ya que su efecto depende, además de su intensidad o módulo, de la dirección en la que opera.
El desplazamiento de un objeto.

PESO Y MASA

Peso y masa son dos conceptos y magnitudes físicas bien diferenciadas, aunque aún en nuestros días, en el habla cotidiana, el término "peso" se utiliza a menudo erróneamente como sinónimo de masa.
La masa de un cuerpo es una propiedad intrínseca del mismo, la cantidad de materia, independiente de la intensidad del campo gravitatorio y de cualquier otro efecto. Representa la inercia o resistencia del cuerpo a la aceleración (masa inercial), además de hacerla sensible a los efectos de los campos gravitatorios (masa gravitatoria).
El peso de un cuerpo, en cambio, no es una propiedad intrínseca del mismo, ya que depende de la intensidad del campo gravitatorio en el lugar del espacio ocupado por el cuerpo.
Por ejemplo: una persona de 60 kg (6,118 UTM) de masa, pesa 588.34 N (60 kgf) en la superficie de la Tierra; pero, la misma persona, en la superficie de la Luna pesaría sólo unos 98.05 N (10 kgf); sin embargo, su masa seguirá siendo de 60 kg (6,118 UTM). Nota: En cursiva, Sistema Internacional; (entre paréntesis), Sistema Técnico de Unidades.
Bajo la denominación de peso aparente se incluyen otros efectos, además de la fuerza gravitatoria, tales como el efecto centrífugo, el la flotación, etc. El peso que mide el dinamómetro, es en realidad el peso aparente.

DIFERENCIA ENTRE MASA Y PESO



DIFERENCIA ENTRE MASA Y PESO

Características de masa
1. Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo.
2. Es una magnitud escalar.
3. Se mide con la balanza.
4. Su valor es constante, es decir, independiente de la altitud y latitud.
5. Sus unidades de medida son el gramo (g) y el kilogramo (kg).
6. Sufre aceleraciones
1. Es la fuerza que ocasiona la caída de los cuerpos.
2. Es una magnitud vectorial.
3. Se mide con el dinamómetro.
4. Varía según su posición, es decir, depende de la altitud y latitud.
5. Sus unidades de medida en el Sistema Internacional son la dina y el Newton.
6. Produce aceleraciones.

Características de peso
1. Es la fuerza que ocasiona la caída de los cuerpos.
2. Es una magnitud vectorial.
3. Se mide con el dinamómetro.
4. Varía según su posición, es decir, depende de la altitud y latitud.
5. Sus unidades de medida en el Sistema Internacional son la dina y el Newton.
6. Produce aceleraciones.

LEY DE ACCION Y REACCION O TERCERA LEY DE NEWTON

La tercera ley de Newton explica las fuerzas de acción y reacción. Estas fuerzas las ejercen todos los cuerpos que están en contacto con otro, así un libro sobre la mesa ejerce una fuerza de acción sobre la mesa y la mesa una fuerza de reacción sobre el libro. Estas fuerzas son iguales pero contrarias; es decir tienen el mismo modulo y sentido, pero son opuestas en dirección.Esto significa que siempre en que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro este también ejerce una fuerza sobre él.Se nombra fuerza de acción a la que es ejercida por el primer cuerpo que origina una fuerza sobre otro, por lo tanto se denomina fuerza de reacción a la es originada por el cuerpo que recibe y reacciona (De allí el nombre) con esta otra fuerza sobre el primer cuerpo.¿Pero qué pasa cuando ningún cuerpo origino primariamente la fuerza, como en el ejemplo del libro sobre la mesa? Cualquiera puede ser denominada fuerza de acción y obviamente a la otra se le denominará como fuerza de reacción.EjemplosEn la siguiente imagen se encuentran cinco ejemplos más de las fuerzasa de acción y reacción:

LEY FUNDAMENTAL DE LA DINAMICA



La segunda ley propuesta por Newton se conoce como principio fundamental de la dinámica. Esta ley enuncia que la aceleración que experimenta una partícula material sigue la dirección y el sentido de la fuerza que se aplica sobre ella, y que el cociente entre los módulos de estos dos vectores (fuerza y aceleración) es una constante característica de la partícula:




Esta constante mI recibe el nombre de masa de inercia. En forma vectorial, la segunda ley de Newton se expresa como:




DIAGRAMA DE FUERZA




ROZAMIENTO


El rozamiento, generalmente, actúa como una fuerza aplicada en sentido opuesto a la velocidad de un objeto. En el caso de deslizamiento en seco, cuando no existe lubricación, la fuerza de rozamiento es casi independiente de la velocidad. La fuerza de rozamiento tampoco depende del área aparente de contacto entre un objeto y la superficie sobre la cual se desliza. El área real de contacto —esto es, la superficie en la que las rugosidades microscópicas del objeto y de la superficie de deslizamiento se tocan realmente— es relativamente pequeña. Cuando un objeto se mueve por encima de la superficie de deslizamiento, las minúsculas rugosidades del objeto y la superficie chocan entre sí, y se necesita fuerza para hacer que se sigan moviendo. El área real de contacto depende de la fuerza perpendicular entre el objeto y la superficie de deslizamiento. Frecuentemente, esta fuerza no es sino el peso del objeto que se desliza. Si se empuja el objeto formando un ángulo con la horizontal, la componente vertical de la fuerza dirigida hacia abajo se sumará al peso del objeto. La fuerza de rozamiento es proporcional a la fuerza perpendicular total.
Cuando hay rozamiento, la segunda ley de Newton puede ampliarse a
Sin embargo, cuando un objeto se desplaza a través de un fluido, el valor del rozamiento depende de la velocidad. En la mayoría de los objetos de tamaño humano que se mueven en agua o aire (a velocidades menores que la del sonido), la fricción es proporcional al cuadrado de la velocidad. En ese caso, la segunda ley de Newton se convierte en
La constante de proporcionalidad k es característica de los dos materiales en cuestión y depende del área de contacto entre ambas superficies, y de la forma más o menos aerodinámica del objeto en movimiento.

FUERZA NORMAL


Fn representa la fuerza normal.
En física, la fuerza normal (o N) se define como la fuerza que ejerce una superficie sobre un cuerpo apoyado sobre la misma. Ésta es de igual magnitud y dirección, pero de sentido opuesto, a la fuerza ejercida por el cuerpo sobre la superficie.
Cuando un cuerpo está apoyado sobre una superficie, ejerce una fuerza sobre ella cuya dirección es perpendicular a la superficie. De acuerdo con la tercera ley de Newton o "Principio de acción y reacción", la superficie debe ejercer sobre el cuerpo una fuerza de la misma magnitud y dirección, pero de sentido contrario. Las fuerzas debido al contacto son siempre perpendiculares (o normales) a la superficie de contacto.
En general, la magnitud o módulo de la fuerza normal es la proyección de la fuerza resultante sobre cuerpo, , sobre el vector normal a la superficie. Cuando la fuerza actuante es el peso, y la superficie es un plano inclinado que forma un ángulo α con la horizontal, la fuerza normal se encuentra multiplicando la masa por g, la gravedad, de manera que:
Ejemplo teórico
Supongamos que una caja de 40 kg se encuentra situada sobre una mesa. La fuerza normal del objeto es el peso (**), pero en dirección opuesta al mismo. De manera que, como el peso se puede calcular multiplicando la masa (kg) por la aceleración (gravedad), hacemos 40kg · 9.81 m/s2 = 392.4 Newton, donde 9.81 m/s2 es la aceleración que recae sobre el objeto debido a la gravedad (9.81 metros por segundo al cuadrado). Así que podemos concluir que la Fuerza Normal es de 392.4 Newton, pero en dirección opuesta al peso; o visto en un plano cartesiano, con dirección al norte, mientras que el peso tiene dirección al sur.
(**) = la fuerza normal es igual al peso ya que el peso es la única fuerza que está actuando en dirección hacia la superficie donde se localiza el objeto y no hay otros factores que disminuyan la fuerza que el peso ejerce sobre esa misma superficie; por ejemplo: una inclinación en la superficie.
Ejemplo práctico
Si se coloca una regla sobre dos libros, de modo que sean los extremos de la regla los que estén en contacto con los libros y el centro esté libre, y luego se ubica un pequeño y pesado objeto en el centro de la regla, ésta se curvará. Si se retira el objeto repentinamente, se podrá observar que la regla volverá a su estado original con fuerza. Esta fuerza que antes estaba contenida por el objeto pesado, es la misma fuerza normal.
Otra explicación posible es la siguiente: cuando colocas un libro sobre una mesa, este ejerce una fuerza sobre la mesa (su peso), si la mesa no ejerciera ninguna fuerza que resistiera al peso del libro este rompería la mesa y caería al suelo. Esa fuerza que hace la mesa es una fuerza normal (siempre que no intervenga más fuerza que el peso la fuerza normal será de módulo igual al del peso, la misma dirección y sentido contrario, ya que si interviniera otra fuerza , habría que sumar la parte vertical del módulo de la fuerza al peso o a la fuerza normal, dependiendo del sentido de la fuerza, de manera que, si la fuerza fuese en el mismo sentido que la normal, la fórmula sería la siguiente: Peso=Fuerza Normal+Componente

MEDICION ESTATICA DE UNA FUERZA




Momento de una fuerza
El momento de una fuerza es el producto de dicha fuerza por la distancia perpendicular a un determinado eje de giro. Cuando se aplica una fuerza a una puerta pesada para abrirla, la fuerza se ejerce perpendicularmente a la puerta y a la máxima distancia de las bisagras. Así se logra un momento máximo. Si se empujara la puerta con la misma fuerza en un punto situado a medio camino entre el tirador y las bisagras, la magnitud del momento sería la mitad. Si la fuerza se aplicara de forma paralela a la puerta (es decir, de canto), el momento sería nulo.




Sea el vector distancia, un vector perpendicular a una fuerza, de magnitud igual a la distancia entre un punto A y la recta de acción de la fuerza, se define como vector momento de la fuerza con respecto al punto A:

FUERZA

Fuerza, en física, cualquier acción o influencia que modifica el estado de reposo o de movimiento de un objeto. La fuerza que actúa sobre un objeto de masa m es igual a la variación del momento lineal (o cantidad de movimiento) de dicho objeto respecto del tiempo. Si se considera la masa constante, para una fuerza también constante aplicada a un objeto, su masa y la aceleración producida por la fuerza son inversamente proporcionales. Por tanto, si una fuerza igual actúa sobre dos objetos de diferente masa, el objeto con mayor masa resultará menos acelerado.
Las fuerzas se miden por los efectos que producen, es decir, a partir de las deformaciones o cambios de movimiento que producen sobre los objetos. Un dinamómetro es un muelle o resorte graduado para distintas fuerzas, cuyo módulo viene indicado en una escala.
La fuerza es una magnitud física de carácter vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles (efecto dinámico). En este sentido la fuerza puede definirse como toda acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo (imprimiéndole una aceleración que modifica el módulo o la dirección de su velocidad) o bien de deformarlo.
Comúnmente nos referimos a la fuerza aplicada sobre un objeto sin tener en cuenta al otro objeto u objetos con los que está interactuando y que experimentarán, a su vez, otras fuerzas. Actualmente, cabe definir la fuerza como un ente físico-matemático, de carácter vectorial, asociado con la interacción del cuerpo con otros cuerpos que constituyen su entorno.