Interacciones

1
INTERACCIONES
2
Interacciones

• Identificar la fuerza como una manifestación
  de una interacción.

• Reconocer la necesidad de dos cuerpos para que
  exista fuerza y que éstas aparecen de a pares.

• Reconocer las fuerzas como causas de cambio de
  movimiento y/o deformaciones.

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Una interacción lúdica

• Quién está ejerciendo fuerza?

• Quién se mueve?

4
Una interacción lúdica

• Los dos.

5
Una interacción lúdica

• Los dos.

• Ambos

6
FUERZAS

• Aparecen cuando hay interacción.

• Siempre hay dos cuerpos.

• Siempre hay dos fuerzas.

• La fuerza no se posee, se aplica.

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El levantador de pesas

• Identifique el par de cuerpos que están
  interactuando.

• Identifique el par de fuerzas, indicando el
  cuerpo que la ejerce y el cuerpo sobre el cual
  actúa.

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Efectos de las Fuerzas

• Cambios en el movimiento del objeto
• aumento o disminución de velocidad
• cambio de dirección de movimiento

• Deformaciones
• transitorias
• permanentes

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Fpc es la fuerza de Pepe al carro
Fcp es la fuerza del carro a Pepe
Fcp
Fpc
Cual es el efecto de cada fuerza?
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FAB - FBA
A
B
FBA
FAB
Si un cuerpo A interactúa con otro B, significa
que el cuerpo A ejerce fuerza sobre el cuerpo B
y, simultáneamente, el cuerpo B ejerce fuerza
sobre el cuerpo A
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• Un automóvil choca con un árbol.
• Identifique las fuerzas que aparecen en esta
  interacción.
• Cuál es el efecto de cada fuerza?

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Cómo caminamos?

• Cuáles son los cuerpos que están interactuando?

• Identifique las fuerzas.

• Cuáles son los efectos de cada fuerza?

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INERCIA
Sobre una superficie horizontal lisa y pulida se
coloca una bolita y luego se le da un pequeño
impulso. Se observa que la bolita se mueve sin
que se siga empujándola.
Entonces, se requiere aplicar fuerza para que
ésta se mueva?
14
INERCIA
NO !
Si la fuerza total sobre un cuerpo en movimiento
es cero, continuará moviéndose con velocidad
constante.
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INERCIA

• Si la fuerza total sobre un cuerpo es cero, y se
  encuentra inicialmente en reposo, se mantendrá en
  reposo.
• Si la fuerza total sobre un cuerpo es cero y se
  encuentra inicialmente en movimiento, seguirá
  moviéndose con velocidad constante.
• Si la fuerza total sobre un cuerpo no es cero,
  éste cambiará de velocidad.

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FUERZA Y MOVIMIENTO

• Si la fuerza total sobre un cuerpo no es cero,
  éste cambiará de velocidad. Es decir, cambiará de
  rapidez y/o de dirección de movimiento.

Pero, cómo es ese cambio de velocidad? Para
responder a esta pregunta veamos un experimento
en que se aplica una fuerza de valor conocido a
un carrito y se estudia cómo es su movimiento.
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FUERZA Y MOVIMIENTO
Los datos obtenidos del experimento de pueden
ordenar en la siguiente tabla de valores y el
correspondiente gráfico F vs a
F
5
4
3
2
1
2 4 6
8 10 a
18
SEGUNDA LEY DE NEWTON
Por lo tanto, se cumple que
Es decir
F m a
19
SEGUNDA LEY DE NEWTON
Pero, tanto fuerza como aceleración son vectores,
por lo tanto, se cumple que
F m a
Pero
Por lo tanto
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EL MOVIMIENTO EN UNA INTERACCIÓN
Si un objeto A interactúa con otro objeto B se
cumple que FAB - FBA Pero FAB mB dvB/dt
y FBA mA dvA/dt Por lo tanto, mB dvB/dt
- mA dvA/dt Pero como tanto mA como mB son
constantes, se puede anotar d(mB vB)/dt -
d(mA vA)/dt d(mA vA)/dt d(mB vB)/dt
0 d(mA vA mB vB)/dt 0 Es decir mA vA
mB vB constante
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MOMENTUM LINEAL
Definiremos una nueva magnitud vectorial, el
momentum lineal
P m v

• Ejemplos
• 1.- Hacer una estimación de la magnitud del
  momentum de
• Un auto a 120 km/h
• Una bala
• Una persona caminando
• 2.- Determinar el vector momentum de un objeto de
  5 kg que se ha dejado caer desde 3 metros de
  altura.

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CONSERVACIÓN DEL MOMENTUM
Habíamos encontrado que en una interacción mA
vA mB vB constante Pero, anotando esa
expresión en términos del momentum del objeto A y
del objeto B, tenemos
pA pB constante
Es decir, en una interacción aislada, el momentum
total de un sistema de cuerpos permanece
constante. Esta es una manera de enunciar la Ley
de Conservación del Momentum Lineal.