Lección 13: SEGUNDA LEY DE NEWTON (explicación, fórmulas, teoría, física) | DEFINICIÓN DE UN NEWTON
Segunda ley de Newton:
Análisis del movimiento:
Al tratar la primera ley de Newton vimos que cuando una fuerza neta cero actúa sobre un cuerpo, éste se mueve con aceleración cero y su velocidad es constante.
Pero… ¿qué sucede si la fuerza neta no es cero?
Segunda ley de Newton experimento:
Le aplicamos una fuerza neta constante a una ficha de tejo y vemos cómo esta se va acelerando con el tiempo teniendo cada vez una mayor velocidad:
Ahora aplicamos una fuerza neta constante a la misma ficha de tejo en dirección contraria y vemos cómo la ficha se va acelerando en la dirección contraria teniendo cada vez una mayor velocidad:
La conclusión es que una fuerza neta que actúa sobre un cuerpo hace que éste acelere en la misma dirección que la fuerza neta
Movimiento circular uniforme:
Estas conclusiones sobre fuerza neta y aceleración también son válidas para un cuerpo que se mueve en trayectoria curva.
Un disco de hockey que se mueve en un círculo horizontal en una superficie de hielo con fricción despreciable.
Una cuerda que sujeta el disco al hielo ejerce una fuerza de tensión de magnitud constante hacia el centro del círculo
Segunda ley de Newton experimento 2:
Ahora vamos a explorar la relación entre la aceleración y la fuerza neta:
Vemos que para un cuerpo dado, la magnitud de la aceleración es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza neta que actúa sobre él:
| ∑F | ∝a
Nuestros resultados indican que para un cuerpo dado, el cociente de la magnitud de la fuerza neta |∑F| entre la magnitud a=|a| de la aceleración es constante.
Llamamos a este cociente masa inercial, o simplemente masa, del cuerpo y la denotamos con m.
La masa es una medida cuantitativa de la inercia.
La última de las ecuaciones indica que cuanto mayor sea su masa, más se “resiste” un cuerpo a ser acelerado.
La unidad de masa en el SI es el kilogramo
Unidad de fuerza
Kilogramo:
El kilogramo se define oficialmente como la masa de un cilindro de aleación platino-iridio que se mantiene en una bóveda cerca de París.
Podemos usar este kilogramo estándar junto con la ecuación para definir el newton
Un newton es la cantidad de fuerza neta que proporciona una aceleración de 1 metro por segundo al cuadrado a un cuerpo con masa de 1 kilogramo.
Enuncidado de la segunda ley de Newton:
Los experimentos demuestran que si se aplica a un cuerpo una combinación de fuerzas F1+F2+F3+…, el cuerpo tendrá la misma aceleración (magnitud y dirección) que si se aplicara una sola fuerza igual a la suma vectorial R=F1+F2+F3+…
También vimos que la dirección de la fuerza neta es igual a la dirección de la aceleración, sea la trayectoria del cuerpo recta o curva.
Newton juntó todas estas relaciones y resultados experimentales en un sólo enunciado:
Segunda ley del movimiento de Newton: si una fuerza externa neta actúa sobre un cuerpo, éste se acelera. La dirección de aceleración es la misma que la dirección de la fuerza neta. El vector de fuerza neta es igual a la masa del cuerpo multiplicada por su aceleración.
