Leyes de Newton: comprender las leyes 1, 2 y 3 de Newton (con ejercicios)

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Las leyes de Newton son los principios fundamentales que se utilizan para analizar el movimiento de los cuerpos. Juntos, forman la base de la base de la mecánica clásica.

Las tres leyes de Newton fueron publicadas por primera vez en 1687 por Isaac Newton (1643-1727) en la obra de tres volúmenes «Principios matemáticos de la filosofía natural«(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica).

Isaac Newton fue uno de los científicos más importantes de la historia, habiendo realizado importantes contribuciones, principalmente en física y matemáticas.

Isaac Newton

Primera ley de Newton

La Primera Ley de Newton también se llama «Ley de Inercia» o «Principio de Inercia». La inercia es la tendencia de los cuerpos a permanecer en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme (MRU).

Así, para que un cuerpo salga de su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, es necesario que una fuerza comience a actuar sobre él.

Por tanto, si la suma vectorial de las fuerzas es cero, resultará en el equilibrio de las partículas. Por otro lado, si resultan fuerzas, producirá variación en su velocidad.

Cuanto mayor es la masa de un cuerpo, mayor es su inercia, es decir, mayor es su tendencia a permanecer en reposo o en un movimiento rectilíneo uniforme.

Para ejemplificar, piense en un autobús en el que el conductor, que va a cierta velocidad, se encuentra con un perro y frena rápidamente el vehículo.

En esta situación, la tendencia de los pasajeros es continuar el movimiento, es decir, son arrojados hacia adelante.

Primera ley de Newton
Cuando el caballo se detuvo abruptamente, por inercia, el jinete fue arrojado

Segunda ley de Newton

La segunda ley de Newton es el «principio fundamental de la dinámica». En este estudio, Newton encontró que la fuerza resultante (la suma vectorial de todas las fuerzas aplicadas) es directamente proporcional al producto de la aceleración de un cuerpo por su masa:

apile F con R subíndice con la flecha derecha arriba igual al espacio.  espacio a con superíndice flecha derecha

Dónde:

apilar F con subíndice R con flecha derecha hacia arriba: resultado de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo
metro: masa corporal
a con superíndice flecha derecha: aceleración

En el Sistema Internacional (SI) las unidades de medida son: F (fuerza) se indica en Newton (N); m (masa) en kilogramos (kg) y a (aceleración adquirida) en metros por segundo al cuadrado (m / s²).

Ley de newton

Es importante señalar que la fuerza es un vector, es decir, tiene módulo, dirección y sentido.

Así, cuando varias fuerzas actúan sobre un cuerpo, se suman vectorialmente. El resultado de esta suma vectorial es la fuerza resultante.

La flecha sobre las letras en la fórmula representa que las magnitudes de fuerza y ​​aceleración son vectores. La dirección y la dirección de la aceleración serán las mismas que las de la fuerza resultante.

Tercera ley de Newton

La Tercera Ley de Newton se llama «Ley de Acción y Reacción» o «Principio de Acción y Reacción» en la que cada fuerza de acción se corresponde con una fuerza de reacción.

De esta forma, las fuerzas de acción y reacción, que actúan por parejas, no se equilibran, ya que se aplican en cuerpos diferentes.

Recordando que estas fuerzas tienen la misma intensidad, la misma dirección y direcciones opuestas.

Por ejemplo, piense en dos patinadores parados uno frente al otro. Si uno de ellos empuja al otro, ambos se moverán en direcciones opuestas.

Ley de newton
La reacción a la salida de los gases hace que el cohete se mueva

Resumen de la ley de Newton

En el mapa mental a continuación, tenemos los conceptos principales involucrados en las tres leyes de Newton.

Mapa mental de las leyes de Newton

Ejercicios resueltos

1) UERJ – 2018

En un experimento, los bloques I y II, con masas iguales a 10 kg y 6 kg, respectivamente, están interconectados por un cable ideal. Al principio, se aplica una fuerza de intensidad F igual a 64 N al bloque I, generando una tracción T en el alambre.LA. Luego, se aplica una fuerza de la misma intensidad F al bloque II, produciendo tracción TB. Observe los diagramas:

Edición UERJ 2018

Sin tener en cuenta la fricción entre los bloques y la superficie S, la relación entre los tirones T con subíndice A en T con subíndice B corresponde a:

el paréntesis derecho 9 sobre 10

b espacio entre paréntesis derecho 4 sobre 7

c espacio entre paréntesis derecho 3 sobre 5

d espacio entre paréntesis derecho 8 sobre 13

Verifique la resolución de este problema en el video a continuación:

2) UFRJ – 2002

La siguiente figura muestra un sistema que consta de cables inextensibles y dos poleas, todas de masa insignificante. La polea A es móvil y la polea B fija. Calcule el valor de la masa m1 de modo que el sistema permanece en equilibrio estático.

Pregunta UFRJ 2002

3) UERJ – 2011

Dentro de un avión que se mueve horizontalmente en relación al suelo, con una velocidad constante de 1000 km / h, un pasajero deja caer un vaso. Observe la siguiente ilustración, en la que se indican cuatro puntos del piso del pasillo del avión y la posición de este pasajero.

UERJ 2011

El vaso, al caer, llega al suelo del avión cerca del punto indicado por la siguiente letra:

a) P
b) Q
c) R
d) S

Asegúrese de aprender más sobre este tema con nuestro texto de ejercicio: Leyes de Newton – Ejercicios

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