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  • 1. MECANICA Y SEGUNDA LEY DE NEWTON

2. GABO
MARIA FERNANDA HERNANDEZ
KATHERINE HERNANDEZ
LUISA FERNANDA PARRA
BEATRIZ FAWCETT
10-2
3. MECANICA
La mecnica es la rama de la fsica que describe el movimiento de los cuerpos, y su evolucin en el tiempo, bajo la accin de fuerzas. El conjunto de disciplinas que abarca la mecnica convencional es muy amplio y es posible agruparlas en cuatro bloques principales:
Mecnica clsica.
Mecnica cuntica.
Mecnica relativista.
4. MECANICA CLASICA
La mecnica clsica est formada por reas de estudio que van desde la mecnica del solido rgido y otros sistemas mecnicos con un nmero finito de grados de libertad, como la mecnica de medios continuos. (sistemas con infinitos grados de libertad). Existen dos formulaciones diferentes, que difieren en el grado de formalizacin para los sistemas con un nmero finito de grados de libertad:
Mecnica newtoniana.
Mecnica analtica.
5. MECANICA NEWTONIANA
Dio origen a las dems disciplinas y se divide en varias de ellas:
LA CINEMATICA: Estudio del movimiento en s, sin atender a las causas que lo originan; la esttica, que estudia el equilibrio entre fuerzas y la dinmica que es el estudio del movimiento atendiendo a sus orgenes.
6. MECANICA ANALITICA
La mecnica analtica es una formulacin abstracta y general de la mecnica que permite el uso en igualdad de condiciones de sistemasinerciales o no inerciales sin que, a diferencia de las leyes de Newton, la forma bsica de las ecuaciones de movimiento cambie. Algunos autores identifican la mecnica analtica con la terica.Otros consideran que el rasgo determinante es considerar la exposicin y planteamiento de la misma en trminos de coordenadas generalizadas.
7. MECANICA RELATIVISTA
La Mecnica relativista o Teora de la Relatividad comprende:
LA TEORA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL: Que describe adecuadamente el comportamiento clsico de los cuerpos que se mueven a grandes velocidades en un espacio-tiempo plano (no-curvado).
LA TEORA GENERAL DE LA RELATIVIDAD: Que generaliza la anterior describiendo el movimiento en espacios-tiempo curvados, adems de englobar una teora relativista de la gravitacin que generaliza la teora de la gravitacin de Newton.
8. MECANICA CUANTICA
La mecnica cuntica trata con sistemas mecnicos de pequea escala o con energa muy pequeas (y ocasionalmente sistemas macroscpicos que exhiben cuantizacin de alguna magnitud fsica). En esos casos los supuestos de la mecnica clsica no son adecuados. En particular el principio de determinacin por el cual la evolucin de un sistema es determinista, ya que las ecuaciones para la funcin de onda de la mecnica cuntica no permiten predecir el estado del sistema despus de una medida concreta, asunto conocido como problema de la medida.
9. EJEMPLOS
MECANICA CUANTICA: Por ejemplo los transistores que se usan ms que nada en la computacin. La mecnica cuntica describe como el electrn, y por lo tanto todo el universo, existe en una diversa y variada multiplicidad de estados los cuales, habiendo sido organizados matemticamente por los fsicos, son denominados auto estados de vector y valor propio. De esta forma la mecnica cuntica explica y revela la existencia del tomo y los misterios de la estructura atmica; lo que por otra parte, la fsica clsica, y ms propiamente todava la mecnica clsica, no poda explicar debidamente.
10. Ejemplo 2
Bloque en reposo en una mesa horizontal.
11. Sistema mecnico: el bloque, considerado como una partcula. En primer lugar hay que determinar las fuerzas que actan sobre el bloque. Para aislar el sistema bloque, piense en una superficie que rodea el bloque (representada en el dibujo como una lnea punteada). Las fuerzas sobre el bloque pueden ser, o fuerzas gravitacionales a distancia, o fuerzas de contacto. La lnea punteada muestra con cules cuerpos hay contacto. En este caso, llamando mla masa del bloque, tendremos el peso del bloque, atraccin gravitacional hecha por el planeta tierra sobre el bloque, de valor mg, y la fuerza F de contacto hecha por la mesa sobre el bloque.
12. SEGUNDA LEY DE NEWTON
La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleracin que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relacin de la siguiente manera:
F = m a
13. SEGUNDA LEY DE NEWTON
Tanto la fuerza como la aceleracin son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, adems de un valor, una direccin y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:
F = m a
La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleracin de 1 m/s2, o sea,
1 N = 1 Kg 1 m/s2
14. SEGUNDA LEY DE NEWTON
La expresin de la Segunda ley de Newton que hemos dado es vlida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es vlida la relacin F = m a. Vamos a generalizar la Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa.
Para ello primero vamos a definir una magnitud fsica nueva. Esta magnitud fsica es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir:
p = m v
15. SEGUNDA LEY DE NEWTON
La cantidad de movimiento tambin se conoce como momento lineal. Es una magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kgm/s . En trminos de esta nueva magnitud fsica, la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera:
La Fuerza que acta sobre un cuerpo es igual a la variacin temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo es decir.
F = dp/dt

16. SEGUNDA LEY DE NEWTON
Otra consecuencia de expresar la Segunda ley de Newton usando la cantidad de movimiento es lo que se conoce como Principio de conservacin de la cantidad de movimiento. Si la fuerza total que acta sobre un cuerpo es cero, la Segunda ley de Newton nos dice que:
0 = dp/dt
17. SEGUNDA LEY DE NEWTON
Es decir, que la derivada de la cantidad de movimiento con respecto al tiempo es cero. Esto significa que la cantidad de movimiento debe ser constante en el tiempo (la derivada de una constante es cero). Esto es el Principio de conservacin de la cantidad de movimiento: si la fuerza total que acta sobre un cuerpo es nula, la cantidad de movimiento del cuerpo permanece constante en el tiempo.
18. EJEMPLOS
Ejemplo 1
Se patea una pelota con una fuerza de 1,2 N y adquiere una aceleracin de 3 m/s2, cul es la masa de la pelota?
datos:
F = 1,2 N
a = 3 m/s2
m = ?

19. Ejemplo 2
Una piedra de masa 1 kg cae en el vaco, cerca de la superficie terrestre Cul es la fuerza aplicada sobre ella y cuanto es su valor?
Existe a partir de las observaciones, una aceleracin en direccin del centro de la tierra, que es la gravedad (g), y esta tiene un valor promedio de 9,8 m/s2. Por lo tanto, segn la segunda ley de newton, debe existir una fuerza en la misma direccin. Esta fuerza vertical hacia abajo aplicada sobre la piedra, la denominamos peso (P) de la piedra. Y su valor ser:
20. F = m . a
P = m . g
P = 1 kg . 9,8 m/s2 = 9,8 N
21. Ejemplo 3
Un avin de 6000 kg de masa, aterriza trayendo una velocidad de 500 km/h, y se detiene despus de 10 segundos de andar en la pista. Cunto vale la fuerza total de rozamiento que hace posible que se detenga?
Mientras aterriza, el avin a la nica fuerza que est sometido es al fuerza de rozamiento (que son varias, pero hablamos de la resultante de todas estas fuerzas de rozamiento). Segn la 2da Ley
22. Froz = m . a
Como el avin frena desacelerando uniformemente, podemos calcular esta aceleracin:
esto es:

Y la fuerza ser:
F = - 6000 kg . 13,9 m/s2 = - 83400 N
23. GRACIAS POR SU
ATENCIN!