CINEMATICA DE UNA PARTICULA PARA FISICA I

CINEMATICA

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA
CURSO: FISICA I (Nivelación)
CINEMÁTICADE UNA PARTICULA
AUTOR: Ing. Bryan TayneUrbina Licapa
HUANCAVELICA -PERÚ
2024
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL -
HUANCAVELICA

2. TEMA 2.EQUILIBRIO DE
PARTÍCULAS Y
PRIMERA LEY DE
NEWTON.
SUBTEMA 2.1. EQUILIBRIO DE LA PARTICULA EN
EL PLANO.

3. Primera condición del equilibrio
(traslacional).
•“Un cuerpo seencuentra enequilibrio
traslacionalsiysolosilasumavectorialdelas
fuerzasqueactúansobreelesigualacero”.Cuyas
ecuacionessonlassiguientes:
•ΣFx=0yΣFy=0.

4. Segunda condición del equilibrio
(rotacional).
•Paraqueuncuerpoestéenequilibrioderotación,
lasumadelosmomentosotorcasdelasfuerzas
queactúansobreélrespectoacualquierpunto
debeserigualacero”.Matemáticamenteestaleyse
expresaconlaecuación:
•ΣM=0.ΣM=M1+M2+M3+…Mn=0.
•Στ=0.Στ=τ1+τ2+τ3+…τn=0.

5. PRIMERA LEY DE NEWTON:
Ley de la inercia
“Todosloscuerpostiendenapermanecer
enelestadodemovimientoquetienen
amenosqueunacausaexterna
(fuerza)alteredichacondición”En
formageneralsiuncuerpoestáen
reposooenmovimientorectilíneo
uniforme,“querrá”seguireneseestado
amenosqueunafuerzaexternase
apliqueaesecuerpoylehagacambiar
estacondicióndereposoomovimiento.

6. TERCERA LEY DE NEWTON .
Ley de acción y reacción
“Siuncuerpoejerceunafuerzasobreunsegundocuerpo,
ésteejerceráasuvezunafuerzasobreelprimerode
igualmagnitudperodesentidocontrario”
Si saltamos desde una balsa al agua, la balsa retrocede, mientras
nuestro cuerpo se desplaza hacia adelante. Esto es un ejemplo de la
tercera ley de Newton puesto que hay acción (el salto) y reacción (el
retroceso de la balsa).
Cuando un individuo empuja a otro que tenga un cuerpo semejante,
no solo se irá para atrás la persona empujada, sino también la que lo
empujó.

8. CONCEPTO DE DIAGRAMA DE CUERPO
LIBRE
•a)Hacerundibujoquerepresenteclaramente
elproblemaquesedesearesolver(solosinose
proporcionalafigura,siaparece,sigaconel
pasoB).
•b)Construyeundiagramadecuerpolibre
sustituyendopormediodefuerzastodoaquel
efectoquerecibeelcuerpo,provocadoporsu
contactoconotroscuerposoporlafuerza
gravitacionalyqueoriginanquese
encuentrenenequilibrio.Indiquela
magnitud,direcciónysentidodelasfuerzas
conocidas.Usesímbolosparaseñalarlas
cantidadesquesedesconocen.

9. c)Hagaunsistemadereferenciautilizandoejes
rectangularesycoloquealcuerpoenequilibrioenel
origendelsistemadecoordenadas.
d)Apliquelasecuacionesdeequilibrioquenecesitepara
encontrarlasrespuestasalasincógnitasbuscadas.

10. PROBLEMAS DEAPLICACIÓN DELA
PRIMERA CONDICION DEL
EQUILIBRIO.
•Laresolucióndeproblemasenlas
cualesseutilizalaprimeracondición
delequilibrio(traslacional),esel
procedimientoinversoalcálculodel
vectorresultante,porelmétodo
analítico(TeoremadePitágoras),ya
queenestetipodeproblemas,se
asumedeantemanoquelaresultante
esigualacero,esdecir,ahoradelo
quesetrataeshallarlamagnitudde
lasfuerzasovectoresquemantienena
uncuerpoenequilibrio.

11. •Enestosproblemas,sehaceusodeigual
formadelasfuncionestrigonométricascoseno,
paralascomponentesXdelasfuerzaso
vectoresyelseno,paralascomponentesY,en
ocasionestambiénseusalafuncióntangente
sisedesconoceelángulooángulosconlos
cualesseaplicanlasfuerzas.Medianteuna
seriededespejesysustitucióndevaloresen
lasecuacionesqueseobtengan,sehallanlos
valoresdelasfuerzasovectores.Lossignosde
lasXylasYenloscuadrantes,deigualforma
sedebendetenerencuenta,paraobtenerlos
resultadoscorrectoscomoseobservanenlos
siguientesejercicios.

12. •1.-Unapelotade100Nsuspendidadeuncordeles
tiradahaciaunladoporotrocordelBymantenidadetal
formaqueelcordelAformeunángulode30°conla
paredvertical.Dibujeeldiagramadecuerpolibrey
encuéntreselastensionesenloscordelesAyBde
acuerdoalasiguientefigura.

13. •
100 N
A
B
Θ= 30°

14. DIAGRAMA DE CUERPO
LIBRE.
B
A
W = 100 N
Θ= 60°
X
Y

15. •Eneldiagramadecuerpolibrequela
cuerdaA,formaunángulode60°con
elejeX,enelsegundocuadrante,esto
sesustentaenelteoremasobre
triángulosquediceque“Enun
triángulo,lasumadelosángulos
internosesiguala180°”,silacuerda
A,formaconlaparedvertical,un
ángulode30°,laparedformaconeleje
X,unángulode90°,entonces,la
cuerdaA,formaunángulode60°con
elejeX.

16. Cuadro de fuerzas.
•F θ comp. X comp. Y
•A 60° -A cos 60° A sen 60°
•B 0° B 0
•W 0° 0 -100 N
ΣFx =-A cos60°+ B = 0 ΣFy = A sen 60°-100 N = 0
Pasando -A cos60°del otro lado de la igualdad con diferente signo:
ΣFx = B = A cos60°ΣFx = B = A (0.5). Como desconocemos A y B, esta última expresión queda como la ecuación 1.
Pasamos del otro lado de la igualdad el peso de 100 N, con diferente signo:
ΣFy = A sen 60°= 100 N. ΣFy = A (0.8660) = 100 N.
De esta última expresión podemos despejar A, pasando el valor de 0.8660, dividiendo al peso de 100 N:
A =100 N = 115.47 Newtons.
0.8660
Ahora regresamos a la ecuación 1: B = A (0.5). Y sustituimos el valor de A para hallar B tenemos: B = 115.47 N x
0.5 = 57.73 Newtons.
Entonces los valores de A = 115.47 Newtons. Y B = 57.73 Newtons.

17. •2.-DoscuerdasT1yT2,sostienenunobjetocuyopesoes
de500N,comoseveenlafigurasiguiente,elaborarel
diagramadecuerpolibreyhallarlastensionesdelas
cuerdasT1yT2.

18. 500 N
40°
T1
T2

19. Diagrama de cuerpo libre.
40°
T1
X
Y
T2
W = 500 N

21. Cuadro de fuerzas.
•F θ Comp. X Comp. Y
•T1 40° T1 cos 40° T1 sen 40°
•T2 0° -T2 0
•W 0° -500 N
• ΣFx =T1 cos 40°-T2 =0 ΣFy= T1 sen 40°-500 N = 0.
•Pasamos T2 del otro lado de la igualdad con signo positivo: ΣFx = T1 cos40°= T2. ΣFx = T1 (0.7660) =
T2. Como desconocemos T1 y T2, esta última expresión queda provisionalmente como la ecuación 1.
De la ΣFy, pasamos el peso del otro lado de la igualdad, con signo positivo: ΣFy= T1 sen 40°= 500 N.
Ahora sacamos el seno de 40°: ΣFy= T1 (0.6427) = 500 N. Despejando el valor de T1, tenemos: T1 =
500 N= 778 Newtons.
• 0.6427
•Ahora regresamos a la ecuación a la ecuación 1, T1 (0.7660) = T2.
•y sustituimos el valor de T1, para hallar T2, tenemos:
•T2 = 778 N x 0.7660 = 596 Newtons.
•Las tensiones son entonces: T1 = 778 Newtons. Y T2 = 596 Newtons.
•