Clase 1: ¿Por qué se mueve un cuerpo? · 2020. 3. 30. · Fuerza en el Organismos Humano La...
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Clase1:¿Porquésemueveuncuerpo?
Universidad de la Serena Biofísica-Kinesiología
karina Avalos Vargas -www.kavalos.cl
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¿Qué realizaremos hoy?
q Introducción a la dinámica y sus conceptos básicos . q Un poco de historia q Tipos de fuerza q Leyes de Newton
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¿Quétieneencomúnestasimágenes?
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PILARESDELAMECÁNICAGalileo introdujo la velocidad a partir
delosconceptosdeespacioytiempo,que le llevó al descubrimiento de lainerciaNewtonamplioelconceptode inerciaensusleyesalintroducirlafuerzaylaaceleraciónenlossistemasmecánicos
Estaúltimaseaplicasóloav<c
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¿QUÉSEENTIENDEPORFUERZA?Estodacausa,acciónoinfluenciaqueseacapazdemodificarelestadodeuncuerpo.Solosereconocenlosefectosdeellacomomovimientoodeformacióndeuncuerpo.Losefectosdelafuerzasoloseproducensiexisteinteracciónentredoscuerpos,unoqueejerceyotroquerecibelosefectosdeella
LaFuerzasedefinemedianteunSedebeespecíficarmagnitud,dirección,sentido
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FUERZA(F)
!FN =
!F∑ =!F1 +!F2
FuerzaNeta FuerzaResultante
SumadelasFuerzas
Fuerzasobreunapartícula,eslaresultanteosumatoriadeTodaslasfuerzasejercidassobrelapartículaporlasotraspartículasconlascualesInteractua
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INSTRUMENTOYUNIDADDEMEDIDA
Dina[d]
Newton[N]
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¿Quétiposdefuerzaexisten?FuerzaPesoFuerzaconlacualuncuerpoesatraidoverticalmentehaciaabajoporefectodelagravedad.Esejercidasinquehayanecesidaddecontactodirectoentrecuerpos,seejerceunaAcciónadistancia.Todocuerpoenpresenciadegravedad
estasometidaaunafuerzapeso
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Lamagnituddelafuerzadegravedaddependedelastroquelaproduce
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¿Quédiferenciahayentrepesoymasa?
Nota:launidadenlacualelpesotieneelmismovalordelamasasellamakilopondio(kp).UnobjetodemasaM=10kg,tieneunpesoP=10kp=10*9.8kg/𝑚𝑠-2=98[N],esdecir,1 [kp]=9.8 [N].
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FuerzaNormal(N)Es La fuerza que ejercecua lquier superf ic iesobreuncuerpo.Siempreactúa perpendicular a lasuperficie.
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FuerzaTensión(T)
EsLafuerzaqueejercecualquiersuperficiesobreuncuerpo.Siempreactúaperpendicularalasuperficie.
FuerzaNormal(N)
EsLafuerzaqueejerceunacuerdasobreuncuerpo,latensióneslamismaentodalacuerda,apuntatirandoalobjeto(endireccioncontrariaalaposicióndeéste)
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FuerzaRoce(FR)Eslafuerzaqueseoponealmovimiento,porlotantolodificulta
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FuerzaRoce(FR)
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RoceestáticoExistecuandonohaymovimientorelativoentredoscuerposqueestanencontacto.Ejemplo:siqueremosempujarunacajagrandenosemueveporqueLafuerzaroceestáticoseoponealmovimiento
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RocecinéticoodinámicoRocequeseejercecuandoelcuerpoestaenmovimiento.Esmenorquelafuerzaderozamientoestática.
Engeneralsesatisface𝜇𝑐<𝜇𝑒.
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O<fe≤femax=μN
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CoeficientesdeRoce
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FuerzaenelOrganismosHumanoFuerzaMuscularUn músculo esta formado porfibras, que se contraen cuando lelleganestímulo procedentede losnervios,generalmenteestaunidoadoshuesosdiferentepormediodetendones.Amboshuesosestanconectadosdeman e r a f l e x i b l e med i a n t earticulación
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FuerzaenelOrganismosHumanoLaFuerzaMuscularSedenominaTensióndelmúsculoydependedeláreade la seccióntransversaldelaregiónmásancha,En el ser humano suele ser 30 o 40 (N/cm2), esto implica que paraproduce una tensión muscular del orden de 600 N se requiere unmúsculodeáreadeseccióntransversalde15a20cm2
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Inercia Ausenciadeaceleración
SistemaInercial
Sistemanoascelerado
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Nota• Lasfuerzadeacciónyreacciónsonsiempre
igualesycontrarias,sinembrago.Sidosfuerzassonigualesycontrarias,nonecesariamentesondeacciónyreacción
• Lafuerzasdeacciónyreacciónactúanencuerposdistintos
!FAB =
!FAB +
!FBA = 0 ↔
!FAB = −
!FBA
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EFECTOSDELAFUERZA
Loscuerposelásticossonaquellosquesedeformanvisiblementeantelaaccióndeunafuerza,peroquevuelvenasuformaoriginal cuando dicha fuerza deja deactuar;
FUERZAELÁSTICA
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FUERZAELÁSTICA
Fuerza que aparece en los cuerpos elásticos cuando sedeforman;esunafuerzadereacciónalafuerzaquedeformaelcuerpo y es proporcional a su deformación. Su módulo seexpresamediantela“LeydeHooke”:
Fe = −k ⋅ Δx
K:Contantederigidezdelresorteydependeradelmaterial[N/m]
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xΔ
Fe
P
eF k x= − ⋅ΔEl signo “-” indica que la fuerza elástica siempre es contraria a la deformación.
Δx (deformación)
Fe
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MusculoyLeydeHookeOrigendelafuerzaelástica:reordenacionesmoleculares.Unmúsculoconstademuchas fibras.Cadaunaobedece la leydeHookeparapequeñosΔx.Fuerzatotalproporcionalalaseccióndelmúsculo.
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Ejercicios Si un resorte se estira 10 [cm] cuando se cuelga de él un cuerpo de 500 [g], entonces su constante de rigidez es
A) 5
B) 50
C) 15
D) 25
E) 50
Ejercicio 19 guía Dinámica III: torque y fuerza elástica
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡mN
mN
⎡⎣⎢
⎤⎦⎥
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡mN
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡mN
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡mN E
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APLICACIONESDELASLEYESDENEWTON
SIunobjetoestaenreposoosedesplazaconvelocidadconstantesedicequesehallanenequilibrio
F∑ = 0
LasumavectorialdetodaslasFuerzas(fuerzaresultante)queactúasobreuncuerpoenequilibrioescero
Fx ∑ = 0
yFy ∑ = 0
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