Leyes de newton pdf universidad

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Las leyes del movimiento de Newton, combinadas con su ley de la gravedad, permiten predecir cómo orbitan los planetas, las lunas y otros objetos a través del Sistema Solar, y son una parte vital de la planificación de los viajes espaciales. Durante la misión Apolo 8 de 1968, el astronauta Bill Anders tomó esta foto, Earthrise; de regreso a la Tierra, Anders comentó: “Creo que Isaac Newton está haciendo la mayor parte de la conducción en este momento”[1].

Las leyes del movimiento de Newton son tres leyes básicas de la mecánica clásica que describen la relación entre el movimiento de un objeto y las fuerzas que actúan sobre él. Estas leyes pueden parafrasearse como sigue:[2]:  49

Las tres leyes del movimiento fueron enunciadas por primera vez por Isaac Newton en su Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Principios matemáticos de la filosofía natural), publicado originalmente en 1687[3]. Newton las utilizó para investigar y explicar el movimiento de muchos objetos y sistemas físicos, lo que sentó las bases de la mecánica clásica. Desde la época de Newton, el contenido conceptual de la física clásica se ha reformulado de forma alternativa, con diferentes enfoques matemáticos que han aportado conocimientos que quedaban ocultos en la formulación original de Newton. También se han descubierto limitaciones a las leyes de Newton; son necesarias nuevas teorías cuando los objetos se mueven a velocidades muy altas (relatividad especial), son muy masivos (relatividad general) o son muy pequeños (mecánica cuántica).

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La experiencia sugiere que un objeto en reposo permanece en reposo si se le deja solo y que un objeto en movimiento tiende a reducir su velocidad y a detenerse a menos que se haga algún esfuerzo para mantenerlo en movimiento. Sin embargo, la primera ley de Newton ofrece una explicación más profunda de esta observación.

Nótese el uso repetido del verbo “permanece”. Podemos pensar en esta ley como la conservación del statu quo del movimiento. Obsérvese también la expresión “velocidad constante”; esto significa que el objeto mantiene una trayectoria a lo largo de una línea recta, ya que ni la magnitud ni la dirección del vector velocidad cambian. Podemos utilizar la figura 5.7 para considerar las dos partes de la primera ley de Newton.

(a) Se muestra un disco de hockey en reposo; permanece en reposo hasta que una fuerza exterior, como un palo de hockey, cambia su estado de reposo; (b) se muestra un disco de hockey en movimiento; continúa en movimiento en línea recta hasta que una fuerza exterior le hace cambiar su estado de movimiento. Aunque sea resbaladiza, la superficie del hielo proporciona cierta fricción que frena el disco.

En lugar de contradecir nuestra experiencia, la primera ley de Newton dice que debe haber una causa para que se produzca cualquier cambio de velocidad (un cambio de magnitud o de dirección). Esta causa es una fuerza externa neta, que ya hemos definido en este capítulo. Un objeto que se desliza por una mesa o un suelo se ralentiza debido a la fuerza neta de rozamiento que actúa sobre el objeto. Si la fricción desaparece, ¿el objeto seguirá frenando?

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Clase 3 – Las leyes del movimiento de NewtonResumenEsta clase presenta las leyes del movimiento de Newton. La primera ley sobre la inercia establece que todo objeto permanecerá en estado de reposo o movimiento uniforme en línea recta a menos que actúe sobre él una fuerza externa. La segunda ley (F = ma) relaciona la causa (la fuerza F) con la aceleración. En el contexto de esta ley se analizan varias fuerzas diferentes. La conferencia termina con la tercera ley, que establece que la acción y la reacción son iguales y opuestas.

Profesor Ramamurti Shankar: Permítanme comenzar de nuevo recordando lo que se hizo la última vez. Si usted dice: “¿Puede resumirme en pocas palabras las ideas principales?” Me gustaría hacerlo. Lo que hice la última vez fue mostrarte cómo manejar el movimiento en más de una dimensión. Elegí para ello dos dimensiones como la forma estándar de explicarlo. Por cierto, me gustaría hacer una recomendación. Si venís un poco tarde, no os preocupéis por entregar los deberes. Sólo vengan y acomódense, porque es muy difícil dar clases con esta cantidad de tráfico. Intento empezar unos minutos más tarde, pero también tengo que terminar unos minutos antes para que podáis ir a vuestra siguiente clase. Además, la gente que llega temprano debería intentar sentarse en la parte central del aula, para que los que llegan tarde puedan entrar sin demasiada interrupción.

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El éxito en la resolución de problemas es necesario para comprender y aplicar los principios físicos. En Leyes del movimiento de Newton desarrollamos un patrón para analizar y establecer las soluciones a los problemas que involucran las leyes de Newton; en este capítulo, continuamos discutiendo estas estrategias y aplicando un proceso paso a paso.

Seguimos aquí los fundamentos de la resolución de problemas presentados anteriormente en este texto, pero enfatizamos las estrategias específicas que son útiles para aplicar las leyes del movimiento de Newton. Una vez que identifique los principios físicos involucrados en el problema y determine que incluyen las leyes del movimiento de Newton, puede aplicar estos pasos para encontrar una solución. Estas técnicas también refuerzan conceptos que son útiles en muchas otras áreas de la física. Muchas de las estrategias de resolución de problemas se exponen directamente en los ejemplos trabajados, por lo que las siguientes técnicas deberían reforzar las habilidades que ya has empezado a desarrollar.

Apliquemos esta estrategia de resolución de problemas al reto de subir un piano de cola a un segundo piso. Una vez que hayamos determinado que las leyes del movimiento de Newton están involucradas (si el problema implica fuerzas), es particularmente importante dibujar un boceto cuidadoso de la situación. En la figura 6.2(a) se muestra un esquema de este tipo. A continuación, como en la figura 6.2(b), podemos representar todas las fuerzas con flechas. Siempre que se disponga de información suficiente, es mejor etiquetar estas flechas cuidadosamente y hacer que la longitud y la dirección de cada una de ellas se correspondan con la fuerza representada.