Clase_la_energ-a_en_los_procesos_de_la_vida_diaria_2.pptx.pdf

Fisica

1. DINÁMICA
Docente: M.C. María de Lourdes
Cinco Izquierdo

2. DINÁMICA
•Dinámica (mecánica): Es la rama de
la física que estudia el movimiento de
los cuerpos y las fuerzas que lo
producen o modifican. Se divide en
cinemática (estudio del movimiento sin
considerar las causas) y cinética
(estudio de las fuerzas que causan el
movimiento).
•La dinámica se centra en la relación
entre las fuerzas y el movimiento.

3. •

4. •

5. Vectores
•Los vectores son herramientas fundamentales para describir y
analizar fenómenos físicos, ya que representan magnitudes que
tienen tanto magnitud como dirección y sentido. El dominio de
los vectores es indispensable para comprender temas como el
movimiento, las fuerzas, el trabajo y la energía.

•Características de un vector:
1. Punto de aplicación u origen.
2. Magnitud, intensidad o módulo del vector. Indica su valor y se
representa por la longitud del vector de acuerdo con una escala
convencional.
3. Dirección. Señala la línea sobre la cual actúa, puede ser
horizontal, vertical u oblicua.
4. Sentido. Queda señalado por la punta de la flecha e indica
hacia dónde actúa el vector. El sentido de éste se puede identificar
de manera convencional con signos (+) o (-)

6. ESCALARES Y VECTORIALES
•En física, es fundamental distinguir entre magnitudes que
solo requieren un valor numérico con su unidad y
aquellas que, además, necesitan especificar dirección y
sentido para quedar completamente definidas. Esta
distinción permite describir correctamente fenómenos como
el movimiento y las interacciones de fuerzas.

7. •Magnitudes escalares: Son aquellas que
quedan completamente definidas con un
número (magnitud) y su unidad de
medida. Ejemplos:
•Masa (kg)
•Temperatura (°C)
•Tiempo (s).
•Longitud (m)

•

8. •

9. Rapidez y velocidad
•

10. Rapidez y velocidad
• •

11. Fuerza y transferencia de energía
"Una fuerza es toda causa capaz de modificar
el estado de movimiento o reposo de un
cuerpo, o de deformarlo. Las fuerzas surgen
siempre de la interacción entre dos o más
cuerpos y pueden actuar por contacto o a
distancia”.
Efectos de una fuerza:
1.Cambiar la velocidad de un objeto
(acelerarlo o frenarlo).
2.Cambiar la dirección de movimiento.
3.Deformar el objeto (temporal o
permanentemente).

12. Características de una fuerza
El efecto que una fuerza produce sobre un cuerpo
depende de su magnitud, así como de su punto de
aplicación, dirección y sentido, por tanto, la fuerza
es una magnitud vectorial.
1.Magnitud: intensidad medida en Newtons (N).
2.Dirección: línea sobre la que actúa la fuerza.
3.Sentido: orientación específica dentro de la
dirección.
4.Punto de aplicación: ubicación exacta donde
actúa la fuerza.
5.Duración: tiempo durante el cual la fuerza está
aplicada.

empujas

13. Las fuerzas siempre se producen por interacción entre
cuerpos:
1.Puede ser directa (contacto).
2.O a través de campos (a distancia).
Estado de reposo: cuando un cuerpo no cambia su posición
respecto a un sistema de referencia.
Ejemplo. Un libro sobre una mesa.
Si el libro permanece en el mismo lugar y no se mueve con
respecto a la mesa (que es nuestro sistema de referencia),
decimos que está en estado de reposo.
Estado de movimiento: cuando un cuerpo cambia su
posición con el tiempo respecto a un sistema de referencia.
Ejemplo. Un automóvil circulando por una carretera.
Si tomamos como sistema de referencia el suelo, el auto
cambia continuamente su posición con respecto a él, por
lo que está en movimiento.

14. Tipos de Fuerzas

Fuerzas de contacto: requieren
interacción física directa (empujar,
fricción)
•Fuerza de fricción: se opone al
movimiento relativo de dos superficies.
•Fuerza normal: reacción perpendicular que
ejerce una superficie sobre un objeto.
•Fuerza de tensión: transmitida por una
cuerda, cable o cadena.
•Fuerza de empuje: acción directa de un
cuerpo sobre otro.

15. Fuerzas a distancia: actúan sin contacto físico
directo, a través de campos.
•Gravitacionales: Las fuerzas gravitacionales
son fuerzas de atracción entre dos cuerpos,
determinadas por su masa y la distancia entre
ellos. Explican que los planetas mantengan sus
las órbitas planetarias, el peso y la caída de los
cuerpos. A mayor masa, mayor atracción ;
aunque es la más débil de las fuerzas
fundamentales.. El Sol ejerce una atracción
sobre todos los planetas, manteniéndolos en
órbita

16. •Eléctrica: interacción entre cargas
eléctricas.
•Magnética: interacción entre imanes
o materiales ferromagnéticos.
•Electromagnéticas: Las fuerzas
electromagnéticas, originadas por
cargas eléctricas, mantienen unidos
átomos y moléculas. En reposo
generan fuerzas electrostáticas y en
movimiento, electromagnéticas. Son
más intensas que la gravedad y
pueden ser de atracción o repulsión.

17. Ejemplos
•Empujar una pelota (cambia velocidad y dirección)
→ Fuerza de contacto – Empuje
•Comprimir un resorte (deformación temporal) →
Fuerza de contacto – Empuje
•Estirar una liga (deformación elástica) → Fuerza
de contacto – Tensión
•Empujar un carrito de supermercado → Fuerza de
contacto – Empuje
•La gravedad que hace caer una manzana →
Fuerza a distancia – Gravitacional
•Un imán que atrae un clip → Fuerza a distancia –
Magnética
•Un libro sobre una mesa que no cae → Fuerza de
contacto – Normal

18. Tarea
A continuación, se presentan diferentes situaciones. Clasifícalas según el tipo de fuerza que interviene:
1.Rozar las manos para calentarlas → ¿?
2.Una cuerda que sostiene una lámpara colgante → ¿?
3.El agua que empuja un objeto flotante → ¿?
4.El Sol manteniendo a la Tierra en órbita → ¿?
5.La fuerza con que un electroimán atrae clavos → ¿?
6.El frenado de un auto por fricción de las llantas con el asfalto → ¿?
7.La tensión en la cuerda de un columpio → ¿?
8.Un globo que se adhiere a la pared por electricidad estática → ¿?
9.Un imán repelendo a otro imán →¿?

19. Unidades y medición
•

20. Masa y peso
•

21. Condición de equibrio
•

22. LEYES DE LA DINÁMICA
Primera Ley de Newton o Ley de la inercia

•La Primera Ley de Newton establece lo siguiente:
“Todo cuerpo se mantiene en su estado de reposo o de
movimiento rectilíneo uniforme, si la resultante de las fuerzas
que actúan sobre él es cero”
Ejemplos incluyen:
•El uso del cinturón de seguridad. El uso del cinturón evita
que el conductor se impacte contra el parabrisas como
consecuencia de la inercia, en caso de que el coche frene
de manera brusca.
•El movimiento de un jinete. Cuando un caballo detiene
intempestivamente su carrera, el jinete sale disparado hacia
adelante, ya que debido a su inercia conserva su estado de
movimiento, hasta que el rozamiento del suelo lo detiene.

23. •

24. •Estado de reposo





•Estado de reposo, sujeto a que la rapidez debe de ser constante (no existe variación de la
velocidad). Cuando un objeto se mueve con rapidez = cte, aplica para el principio de inercia.

25. Ejemplo 1. Dos personas aplican fuerza sobre una caja
de madera
•¿Qué fuerzas están involucradas en este sistema?

26. En el diagrama de cuerpo libre se van a ubicar las
fuerzas que dibujamos en el diagrama esquemático.

27. El plano cartesiano nos va a indicar los signos de
las Fuerzas.





+

+

-

-

28. Fricción
Siempre que se quiere desplazar un objeto que está en contacto con otro, se presenta una fuerza llamada
fricción que se opone a su deslizamiento.
Qué es: fuerza tangencial de contacto que se opone al movimiento relativo (o inminente) de
superficies. Es decir, la fuerza de rozamiento sobre un objeto es opuesta a su movimiento, o
movimiento inminente, respecto de la superficie.
Tipos:
•Estática: es la reacción que presenta un objeto en reposo oponiéndose a su deslizamiento sobre otra
superficie.
•Dinámica (cinética): tiene magnitud igual a la que se requiere aplicar para que un objeto se deslice a
velocidad constante sobre otro.
En cualquier situación la magnitud de la fuerza de fricción estática es un poco mayor que la de
fricción dinámica, debido a que se requiere aplicar una mayor fuerza de mayor magnitud para lograr que
un objeto inicie su movimiento.

29. •

30. •
Si deseo calcular la fuerza que están ejerciendo la personas sobre la caja

31. Tarea.
•

32. Ejemplo 2. Tensión diagonal en una caja
que se desplaza con rapidez constante

33. •¿Qué fuerzas están involucradas en este sistema?

34. El plano cartesiano nos va a indicar los signos de
las Fuerzas.






+

+

-

-

35. El plano cartesiano nos va a indicar los signos de
las Fuerzas.





+

+

-

-







Este ángulo nos va a permitir, a
partir de las razones
trigonométricas, determinar Tx y Ty

36. El plano cartesiano nos va a indicar los signos de
las Fuerzas.






+

+

-

-







Nosotros podríamos determinar una expresión
para encontrar la tensión en la cuerda.
Despejamos la FN de la ecuación (2)

37. •

38. Equilibrio
estático
•Determinar la tensión T1,
T2 y T3 en las cadenas
que sostienen el motor de
500 kg.

https://www.vascak.cz/data/a
ndroid/physicsatschool/templ
ate.php?s=mech_rovnobezni
k&l=es

39. •Determinar la tensión en las cuerdas T1, T2 Y T3.

40. •Determinar la tensión en las cuerdas T1, T2 Y T3.

41. •Tarea de equilibrio
estático.
•Resolver un ejercicio de
bloque en plano inclinado
con coeficiente dé fricción
estático (la caja no se
mueve debido fricción
generada entre la caja y la
superficie).

42. Segunda Ley de Newton o Ley de la
proporcionalidad entre fuerzas y aceleraciones

•Esta ley se refiere a los cambios en la velocidad que sufre un cuerpo cuando
recibe una fuerza.
•Un cambio en la velocidad de un cuerpo efectuado en la unidad de tiempo por una
fuerza se llama aceleración.
•Una fuerza desequilibrada sobre un cuerpo produce aceleración.
•Cuanto mayor es la fuerza aplicada, mayor será la aceleración.
•La aceleración también incluye cambios de dirección del objeto en movimiento,
independiente que la magnitud de la velocidad cambie o permanezca constante.

43. Relación fuerza - aceleración
•

44. Enunciado:
•

45. •
•

46. Relación entre fuerza, masa y
aceleración
•A mayor fuerza aplicada sobre un objeto →
mayor aceleración.
•A mayor masa del objeto → menor
aceleración, si la fuerza es la misma.
Ejemplo:
1.Un carrito con masa de 40 g → si aplicamos
una fuerza, se mueve con cierta aceleración.
2.Si duplicamos la masa (añadiendo otros 40
g) → la aceleración se reduce a la mitad.
3.Si la masa se hace 4 veces mayor → la
aceleración será 4 veces menor.

47. •
•Ejemplos de la vida cotidiana:

1.Empujar un carrito de supermercado.
Si el carrito está vacío (10 kg) y lo empujas con la
misma fuerza, se acelera rápido.
Si el carrito está lleno (40 kg), con la misma fuerza se
acelera mucho menos. Se explica cómo la masa
mayor reduce la aceleración.
2. Cuando un jugador patea un balón (0.4 kg), le aplica
una fuerza que le da gran aceleración, haciéndolo
recorrer varios metros.
Si intentara patear una piedra de 5 kg, con la misma
fuerza, la aceleración sería casi nula.
3. Cuando un auto frena bruscamente, los pasajeros
tienden a seguir en movimiento (1ª ley).Pero la fuerza del
cinturón es la que detiene el cuerpo, aplicando una
aceleración negativa (desaceleración).

48. Impulso Mecánico
Para que un cuerpo en reposo se ponga en
movimiento es necesario aplicarle una fuerza,
misma que se aplica durante un tiempo
determinado.

La magnitud del impulso mecánico que recibe
un cuerpo es igual al producto de la magnitud de
la fuerza aplicada por el intervalo de tiempo en el
cual ésta actúa.
Definición:
•Cuando una fuerza actúa durante un tiempo,
provoca un cambio en el movimiento del
cuerpo.
A ese efecto se le llama impulso.


•

49. Ejemplos
1. ?????? Frenar una bicicleta en seco
Situación: Ana va en su bicicleta a 20 km/h y ve
un obstáculo. Frena bruscamente, aplicando los
frenos (fuerza de fricción) durante 2 segundos.

2. ⚽ Patear un balón de fútbol
Situación: Roberto patea un balón que estaba
quieto para iniciar un pase. El pie está en
contacto con el balón solo 0.08 segundos, y la
fuerza promedio aplicada por la pierna es de 150
N.

3. ?????? Golpe de boxeo
Situación: Un boxeador lanza un puñetazo que
dura solo 0.05 segundos al golpear el saco de
entrenamiento. La fuerza ejercida es 700 N.

4. ?????? Golpe con un bate de béisbol
Situación: Un bateador conecta una bola que
venía a 40 m/s. El bate está en contacto con la
pelota durante 0.02 segundos y aplica una
fuerza de 1000 N

50. Cantidad de Movimiento o Momento
Lineal
• •

51. Relación entre Impulso y Cantidad de
movimiento
• •

52. Ley de la
Conservación de la
Cantidad de
Movimiento •
•

53. •

54. • •

55. Interpretación

•La suma vectorial de los momentos lineales antes y después del choque es la
misma.
•No importa si los cuerpos rebotan (choque elástico) o quedan unidos
(choque inelástico), lo que se conserva es la cantidad de movimiento.
•En choques elásticos también se conserva la energía cinética, en los
inelásticos no.

56. Ejemplos
Choque de bolas de billar ??????
•Cuando una bola de billar en movimiento
choca con otra que está en reposo, la bola que
estaba moviéndose se detiene (o disminuye su
velocidad) y la otra comienza a moverse.
•Antes y después del choque, la suma de la
cantidad de movimiento de ambas bolas se
conserva.

57. Choque de autos en un crucero ????????????
•Si dos autos chocan en un cruce, la dirección
y magnitud de su movimiento posterior
dependen de la cantidad de movimiento de
cada uno antes del choque.
•Aunque haya deformaciones (pérdida de
energía en forma de calor o sonido), la
cantidad de movimiento total del sistema (los
dos autos) se conserva.