sábado, 4 de abril de 2009

EL EQUILIBRIO DE LOS CUERPOS

COLEGIO SAN PEDRO CLAVER

FISICA 6°

EL EQUILIBRIO DE LOS CUERPOS

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Todos los objetos que nos rodean en la Tierra experimentan fuerzas. Por ejemplo, independientemente del sitio en que te encuentres, sobre ti actúa la fuerza que hemos llamado peso. En ocasiones las fuerzas que actúan sobre un objeto se contrarrestan entre sí y dan la impresión de que no están presentes. Por ejemplo, cuando te encuentras sobre una superficie horizontal, sobre ti actúan el peso y la fuerza que ejerce el piso. Estas dos fuerzas tienen el mismo valor pero son opuestas entre sí. En este caso se dice que las fuerzas se anulan mutuamente y que el cuerpo se encuentra en equilibrio.

Si sobre un cuerpo actúan dos fuerzas en diferente dirección y una de las dos fuerzas es mayor que la otra, el objeto no se encuentra en equilibrio

En la figura, dos personas tiran de una caja, pero en direcciones contrarias, con fuerzas iguales; en este caso, la caja puede permanecer en reposo pues las fuerzas ejercidas se anulan entre sí.

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Si una de las personas ejerce mayor fuerza que la otra, la caja empezará a moverse. La fuerza que resulta de la aplicación de dos o más fuerzas se denomina fuerza neta.

EJEMPLO. Se aplican dos fuerzas opuestas sobre una caja. ¿Cuál es el valor de a fuerza neta si el valor de cada fuerza aplicada sobre la caja es 98 N? ¿Cuál es el valor de la fuerza neta si el valor de la fuerza aplicada sobre la caja bacía la derecha es 147 N y el valor de la fuerza aplicada hacia la izquierda es 98 N?

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Como las dos personas tiran de la caja en direcciones opuestas con fuerza de 98 N, la caja puede permanecer en reposo, pues las fuerzas ejercidas se anulan entre si. Por tanto, la fuerza neta es igual a cero. Luego, como la fuerza ejercida hacia la izquierda mide 98 N y la fuerza ejercida

hacia la derecha mide 147 Nl, la caja empezará a moverse (A).

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EL PRINCIPIO DE INERCIA

Con seguridad te ha sucedido que te encuentras de pie en un bus y, de repente, este inicia su movimiento; es probable que sientas que tu cuerpo tiende a irse hacia atrás. Lo mismo ocurre si el bus ya se encuentra en movimiento y se produce sobre él un aumento en la rapidez. Los cuerpos presentan la tendencia a permanecer en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta. Esta propiedad se llama inercia y fue descrita por Galileo Galilei, quien realizó numerosos estudios respecto al movimiento de los objetos. Isaac Newton se basó en los trabajos de Galileo para establecer la llamada primera Ley de Newton o principio de inercia.

Todo objeto que se encuentra en reposo o que describe un movimiento uniforme rectilíneo permanece en dicho estado a menos que la fuerza neta que actúa sobre él sea diferente de cero.

Observa que si las fuerzas que actúan sobre un cuerpo se anulan, hay dos posibilidades: que el objeto se encuentre en reposo o que se mueva con rapidez constante en línea recta.

LA FUERZA, LA MASA Y LA ACELERACIÓN

En el movimiento de los cuerpos, se puede establecer una relación entre la fuerza neta, la masa y la aceleración.

Relación entre la fuerza y la aceleración

La primera ley de Newton sugiere una relación entre el cambio en la rapidez de un objeto y la fuerza neta que actúa sobre él. Cuando la fuerza neta que actúa sobre un objeto es igual a cero, no hay cambio en la rapidez y el movimiento se produce en línea recta. Por tanto, cuando la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo no es cero, puede haber cambio en la rapidez e incluso podría haber cambio en la dirección de movimiento. Un objeto experimenta aceleración cuando su rapidez varía. Esto quiere decir que si la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es diferente de cero, el cuerpo describe un movimiento acelerado.

Por ejemplo, en un partido de fútbol cuando se aplica fuerza sobre el balón en reposo, este cambia su estado de movimiento. Si ya se encuentra en movimiento, al aplicar fuerza, puede variar su rapidez o cambiar la dirección de su movimiento.

Cuanto mayor es la fuerza que actúa sobre un objeto, mayor es el cambio de rapidez que experimenta en el intervalo tiempo, es decir, mayor es su aceleración. Consideremos un objeto sobre el cual la fuerza neta no es cero. Esta fuerza produce una aceleración en el objeto. Supongamos que por la acción de la fuerza, el objeto después de 1 segundo cambia su rapidez de clip_image010.

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Si aumentamos la fuerza neta al doble, la aceleración que experimenta también es el doble. Por tanto, en 1 segundo su rapidez cambia de clip_image014, es decir que en el mismo tiempo el cambio de rapidez es igual al doble del anterior cambio de rapidez.

ACTIVIDAD

1. De acuerdo con los valores que indican los dinamómetros, halla la fuerza neta que actúa sobre la caja en cada uno de los diagramas mostrados.

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2. Relaciona la columna A con la columna B

A

B

Fuerza neta

( ) Estableció el Principio de Inercia

Equilibrio

( ) Todo objeto que se encuentra en reposo o que describe un movimiento uniforme rectilíneo permanece en dicho estado a menos que la fuerza neta que actúa sobre el sea diferente de cero.

Ley de Inercia

( ) Si sobre un cuerpo actúan dos fuerzas en diferente dirección y las dos fuerzas son iguales el cuerpo se encuentra en

Isaac Newton

( ) Fuerza que resulta de la aplicación de dos o más fuerzas.

Inercia

( ) Los cuerpos presentan la tendencia a permanecer en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta.

Galileo Galilei

( ) Describió la propiedad de la Inercia.

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