Movimiento Circular Uniforme

El movimiento circular uniforme describe el movimiento de un cuerpo que atraviesa, con rapidez constante, una trayectoria circular. Aunque la rapidez del objeto es constante, su velocidad no lo es: La velocidad, una magnitud vectorial, tangente a la trayectoria, en cada instante cambia de dirección. Esta circunstancia implica la existencia de una aceleración que, si bien en este caso no varía el módulo de la velocidad, sí varía su dirección.

Composición de Fuerzas

Resultante de dos fuerzas paralelas

La resultante cumple las siguientes características:

• Es paralela a ambas fuerzas y del mismo sentido de la mayor.
• Su intensidad es igual a la diferencia de las intensidades de los componentes.
• Su punto de aplicación es exterior del segmento, situado siempre al lado de la mayor y determina los dos segmentos.

Sistema de fuerzas concurrentes

Las rectas de acción pasan por un mismo punto de equilibrio. La composición de fuerzas se refiere a la obtención de la resultante de un sistema de fuerzas.

Regla del paralelogramo

Dadas dos fuerzas concurrentes, la resultante es igual a la diagonal del paralelogramo que resulta al trazar las paralelas a cada fuerza por el extremo del vector.

Método del polígono

Este método consiste en trasladar la fuerza 2 a continuación de la 1 con la misma dirección y sentido, y así sucesivamente con el resto de las fuerzas. La resultante del sistema se obtiene trazando el vector que une el punto de aplicación de la 1 con el extremo del vector correspondiente a la última fuerza trasladada.

Cantidades Escalares y Vectoriales

Cantidad Escalar

Una cantidad escalar está dada específicamente por un valor con una unidad apropiada y no tiene dirección. Ejemplos: tiempo, masa, temperatura, rapidez, volumen, densidad.

Cantidad Vectorial

Una cantidad vectorial está compuesta por un número y una unidad, además de dirección. Ejemplos: fuerza, velocidad, desplazamiento, trayectoria, aceleración de gravedad.

Propiedades de un Vector

Igualdad entre vectores

Dos vectores A y B pueden definirse como iguales si tienen la misma magnitud y apuntan en la misma dirección.

Adición entre vectores

Cuando se adiciona un vector B con un vector A, el vector resultante es el vector que parte de la cola del A a la punta del B.

Sustracción entre vectores

Definimos la operación de un vector A menos un vector B como la adición del vector A con el vector -B.

Posición, Velocidad y Aceleración

Posición

La posición de una partícula está dada por su vector de posición X, trazado desde el origen de algún sistema de coordenadas a la partícula, situado en el plano XY. Cuando una partícula se mueve de A hasta B en un intervalo de tiempo, su vector cambia de Xi a Xf.

Velocidad Promedio

Definimos la velocidad promedio de una partícula durante un intervalo de tiempo, como el desplazamiento de la partícula dividido entre el intervalo.

Aceleración Promedio

La aceleración promedio de una partícula, cuando se mueve de una posición a otra, se define como el cambio en el vector V (diferencia de velocidades) dividido entre el intervalo de T (diferencia de tiempo) durante el cual ocurre ese cambio.

Movimiento Bidimensional con Aceleración Constante

Es cuando la aceleración permanece constante en magnitud y dirección.

Movimiento de Proyectiles

Cualquier persona que haya visto una pelota en movimiento observó este fenómeno. La pelota se mueve en forma curva y su movimiento es fácil de analizar por dos suposiciones:

1. La aceleración de gravedad (G) es constante en todo el intervalo de movimiento y está dirigida hacia abajo.
2. El efecto de la resistencia del aire es despreciable, por lo tanto la trayectoria del proyectil siempre va a ser una parábola invertida.

Leyes del Movimiento

Fuerza Neta

Cuando se empuja una mesa se ejerce una fuerza sobre ella. Este ejemplo está asociado con una actividad muscular y algún cambio en su velocidad de movimiento. La fuerza neta se define como la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el objeto. Si la fuerza neta ejercida sobre un cuerpo es 0, la aceleración de este es 0. Por lo tanto, el cuerpo permanece en reposo o continúa en movimiento con velocidad constante.

• Fuerza de contacto: Cuando uno toca algo.
• Fuerza de no contacto: Fuerza de gravedad.

Masa y las Leyes de Newton

La masa es una propiedad que especifica cuánta resistencia presenta un objeto al cambio en su velocidad. Mientras mayor sea la masa del cuerpo, menor es la aceleración de un cuerpo bajo la acción de una fuerza aplicada. La masa es una cantidad escalar. La masa y el peso son dos cosas diferentes. El peso de un cuerpo es igual a la magnitud de la fuerza gravitacional ejercido sobre él y varía con su ubicación. Por ejemplo, una persona pesa 60 kg en la Tierra y se pesa en la Luna y ahora pesa 10 kg, la masa del cuerpo va a ser igual en todas partes y no influye la fuerza gravitacional.

Segunda Ley de Newton

Cuando se ve desde un marco de referencia inercial, la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él y es inversamente proporcional a su masa. La fuerza de atracción es ejercida por la Tierra sobre un cuerpo y está dirigida hacia el centro de la Tierra.

Tercera Ley de Newton

Si dos objetos interactúan, la fuerza F12 ejercida por el objeto 1 sobre el objeto 2 es igual en magnitud y opuesta en dirección, quedando en -F21.

Tensión

Si tenemos un objeto colgando de una cuerda, por ejemplo una lámpara, tenemos dos fuerzas: la primera, la fuerza de gravedad (FG) que empuja hacia abajo, y la otra que es la fuerza de tensión (T) que ejerce la cuerda hacia arriba. Por lo tanto, FG = T. Si se tira de una cuerda horizontalmente y esta se encuentra sujeta a un objeto que se encuentra influenciado por la fuerza gravitacional y la fuerza normal ejercida por el piso…

Tipos de Fuerza

Existen diferentes tipos de fuerza, como: roce, gravedad, estática, resultante, electromagnética, tensión, fricción, elástica, atracción, normal, peso, torque, aplicada, eléctrica, electrostática.

Fuerza Estática

La fuerza estática estudia el equilibrio de los cuerpos y su objetivo es estudiar los cuerpos sobre otro y el movimiento que ejerce entre ellos.