FISICA I ---> Bloque III ANTECEDENTE HISTORICO DEL MOVIMIENTO MECANICO.
18 nov 2011
--- ANTECEDENTE HISTORICO DE LA FISICA & EL MOVIMIENTO MECANICO ---
La física es significativa e influyente, no sólo debido a que los avances en la comprensión a menudo se han traducido en nuevas tecnologías, sino también a que las nuevas ideas en la física resuenan con las demás ciencias, las matemáticas y la filosofía.
La física no es sólo una ciencia teórica; es también una ciencia experimental. Como toda ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros. Dada la amplitud del campo de estudio de la física, así como su desarrollo histórico en relación a otras ciencias, se la puede considerar la ciencia fundamental o central, ya que incluye dentro de su campo de estudio a la química, la biología y la electrónica, además de explicar sus fenómenos.
La física, en su intento de describir los fenómenos naturales con exactitud y veracidad, ha llegado a límites impensables: el conocimiento actual abarca la descripción de partículas fundamentales microscópicas, el nacimiento de las estrellas en el universo e incluso conocer con una gran probabilidad lo que aconteció en los primeros instantes del nacimiento de nuestro universo, por citar unos pocos campos.
Esta tarea comenzó hace más de dos mil años con los primeros trabajos de filósofos griegos como Demócrito, Eratóstenes, Aristarco, Epicuro o Aristóteles, y fue continuada después por científicos como Galileo Galilei, Isaac Newton, James Clerk Maxwell, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg, Paul Dirac y Richard Feynman, entre muchos otros.
Se conoce como mecánica clásica a la descripción del movimiento de cuerpos macroscópicos a velocidades muy pequeñas en comparación con la velocidad de la luz. Existen dos tipos de formulaciones de esta mecánica, conocidas como mecánica newtoniana y mecánica analítica.
La mecánica newtoniana, como su nombre indica, lleva intrínsecos los preceptos de Newton. A partir de las tres ecuaciones formuladas por Newton y mediante el cálculo diferencial e integral, se llega a una muy exacta aproximación de los fenómenos físicos. Esta formulación también es conocida como mecánica vectorial, y es debido a que a varias magnitudes se les debe definir su vector en un sistema de referencia inercial privilegiado.
La mecánica analítica es una formulación matemática abstracta sobre la mecánica; nos permite desligarnos de esos sistemas de referencia privilegiados y tener conceptos más generales al momento de describir un movimiento con el uso del cálculo de variaciones. Existen dos formulaciones equivalentes: la llamada mecánica lagrangiana es una reformulación de la mecánica realizada por Joseph Louis Lagrange que se basa en la ahora llamada ecuación de Euler-Lagrange (ecuaciones diferenciales de segundo orden) y el principio de mínima acción; la otra, llamada mecánica hamiltoniana, es una reformulación más teórica basada en una funcional llamada hamiltoniano realizada por William Hamilton. En última instancia las dos son equivalentes.
En la mecánica clásica en general se tienen tres aspectos invariantes: el tiempo es absoluto, la naturaleza realiza de forma espontánea la mínima acción y la concepción de un universo determinado.
17 nov 2011
------> LEYES DE NEWTON <------
También conocidas como Leyes del movimiento de Newton,[son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo,
En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:
- Por un lado, constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la mecánica clásica;
- Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.
PRIMERA LEY DE NEWTON
Las relaciones entre la fuerza y el movimiento fueron objetos de estudio por el hombre desde la antiguedad. Aristoteles por ejemplo, al analizar estas relaciones, creia que un cuerpo podia mantenerse en movimiento cuando existiera una fuerza que actuase de manera continua sobre el objeto, al cesar la accion de la fuerza, el cuerpo volvera al reposo.
al introduccir a Galileo el metodo experimental en el estudio de los fenomenos fisicos, los resultados de sus experimentos lo llevaron a conclusionesdiferentes a las obtenidas por Aristoteles. Galileo comprobo que un cuerpo podia estar en movimiento sin la accion de una fuerza que lo empujase.
Los experimentos de Galileo lo llevaron a atribuir a todos los cuerpos una propiedad de inercia, gracias a la cual un cuerpo tiende a permanecer en su estado de reposo o movimiento rectilineo uniforme.
el 1687 newton, desarrollo completamente la idea de Galileo al describir el comportamiento de los cuerpos en la primera ley de newton.
---> SEGUNDA LEY DE NEWTON <---
el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.
Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.En términos matemáticos esta ley se expresa mediante la relación:
Donde es el momento lineal y la fuerza total. Si suponemos la masa constante y nos manejamos con velocidades que no superen el 10% de la velocidad de la luz podemos reescribir la ecuación anterior siguiendo los siguientes pasos:
Sabemos que es el momento lineal, que se puede escribir m.V donde m es la masa del cuerpo y V su velocidad.
----* TERCERA LEY DE NEWTON *----
Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.
La tercera ley es completamente original de Newton (pues las dos primeras ya habían sido propuestas de otras maneras por Galileo, Hooke y Huygens) y hace de las leyes de la mecánica un conjunto lógico y completo Expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, este realiza una fuerza de igual intensidad, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y de dirección, pero con sentido opuesto.Este principio presupone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en el espacio (lo cual requeriría velocidad infinita), y en su formulación original no es válido para fuerzas electromagnéticas puesto que estas no se propagan por el espacio de modo instantáneo sino que lo hacen a velocidad finita "c".
Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas. Por lo demás, cada una de esas fuerzas obedece por separado a la segunda ley. Junto con las anteriores leyes, ésta permite enunciar los principios de conservación del momento lineal y del momento angular.
PESO, FUERZA & MOVIMIENTO DE FUERZA
LA FUERZA DE GRAVEDAD ESTA DADA POR LA ECUACION:
F=mg
ESTA FUERZA SE DENOMINA PESO DE UN OBJETO; SU SIMBOLO ES W. DE LA ECUACION ANTERIOR SE PUEDE ESCRIBIR:
W=mg
SE LE LLAMA MOMENTO DE UNA FUERZA O TORCA CON RESPECTO A UN EJE AL PRODUCTO DE LA FUERZA & DEL BRAZO DE LA PALANCA.
---* CONDICIONES DE EQUILIBRIO *---
1.- LA SUMA DE TODAS LAS FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE EL ES CERO; A ESTA CONDICION TAMBIEN SE LE CONOCE COMO PRIMERA CONDICION DE EQUILIBRIO O EQUILIBRIO TRANLACIONAL.
2.- LA SUMA DE SUS MOMENTOS ES CERO; A ESTA CONDICION SE LE CONOCE COMO SEGUNDA CONDICION DE EQUILIBRIO O EQUILIBRIO ROTACIONAL.
2.- LA SUMA DE SUS MOMENTOS ES CERO; A ESTA CONDICION SE LE CONOCE COMO SEGUNDA CONDICION DE EQUILIBRIO O EQUILIBRIO ROTACIONAL.
SE LE LLAMA DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE EL QUE REPRESENTA EL CUERPO AISLADO Y TODAS LAS FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE EL.
^FRICCION^
desempeña un papel muy importante en nuestra vida diaria, dificulta el movimiento de los cuerpos, provoca abrasion, es la responsable del desgaste & convierte el calor en otras formas de energia.
*LEYES DE FRICCION*
1.- la fuerza neta sobre la caja es cero y el bloqueo permanecera en reposo.
2.- El rozamiento estatino Fe que actua sobre un cuerpo es variable y siempre equilibra las fuerzas que tiende a poner en movimiento al cuerpo.
2.- El rozamiento estatino Fe que actua sobre un cuerpo es variable y siempre equilibra las fuerzas que tiende a poner en movimiento al cuerpo.
LEY DE ACCION & REACCION
CUANDO UN CUERPO (A) EJERCEUNA FUERZA SOBRE UN CUERPO (B), ESTE REACCIONA SOBRE EL CUERPO (A) CON UNA FUERZA DE LA MISMA MAGNITUD, DIRECCION Y SENTIDO CONTRARIO.
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