Clase 1: ¿Por qué se mueve un cuerpo? · 2020. 3. 30. · Fuerza en el Organismos Humano La Fuerza Muscular Se denomina Tensión del músculo y depende del área de la sección

Clase1:¿Porquésemueveuncuerpo?

Universidad de la Serena Biofísica-Kinesiología

karina Avalos Vargas -www.kavalos.cl

¿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

¿Quétieneencomúnestasimágenes?

PILARESDELAMECÁNICAGalileo introdujo la velocidad a partir

delosconceptosdeespacioytiempo,que le llevó al descubrimiento de lainerciaNewtonamplioelconceptode inerciaensusleyesalintroducirlafuerzaylaaceleraciónenlossistemasmecánicos

Estaúltimaseaplicasóloav<c

¿QUÉSEENTIENDEPORFUERZA?Estodacausa,acciónoinfluenciaqueseacapazdemodificarelestadodeuncuerpo.Solosereconocenlosefectosdeellacomomovimientoodeformacióndeuncuerpo.Losefectosdelafuerzasoloseproducensiexisteinteracciónentredoscuerpos,unoqueejerceyotroquerecibelosefectosdeella

LaFuerzasedefinemedianteunSedebeespecíficarmagnitud,dirección,sentido

FUERZA(F)

!FN =

!F∑ =!F1 +!F2

FuerzaNeta FuerzaResultante

SumadelasFuerzas

Fuerzasobreunapartícula,eslaresultanteosumatoriadeTodaslasfuerzasejercidassobrelapartículaporlasotraspartículasconlascualesInteractua

INSTRUMENTOYUNIDADDEMEDIDA

Dina[d]

Newton[N]

¿Quétiposdefuerzaexisten?FuerzaPesoFuerzaconlacualuncuerpoesatraidoverticalmentehaciaabajoporefectodelagravedad.Esejercidasinquehayanecesidaddecontactodirectoentrecuerpos,seejerceunaAcciónadistancia.Todocuerpoenpresenciadegravedad

estasometidaaunafuerzapeso

Lamagnituddelafuerzadegravedaddependedelastroquelaproduce

¿Quédiferenciahayentrepesoymasa?

Nota:launidadenlacualelpesotieneelmismovalordelamasasellamakilopondio(kp).UnobjetodemasaM=10kg,tieneunpesoP=10kp=10*9.8kg/𝑚𝑠-2=98[N],esdecir,1 [kp]=9.8 [N].

FuerzaNormal(N)Es La fuerza que ejercecua lquier superf ic iesobreuncuerpo.Siempreactúa perpendicular a lasuperficie.

FuerzaTensión(T)

EsLafuerzaqueejercecualquiersuperficiesobreuncuerpo.Siempreactúaperpendicularalasuperficie.

FuerzaNormal(N)

EsLafuerzaqueejerceunacuerdasobreuncuerpo,latensióneslamismaentodalacuerda,apuntatirandoalobjeto(endireccioncontrariaalaposicióndeéste)

FuerzaRoce(FR)Eslafuerzaqueseoponealmovimiento,porlotantolodificulta

FuerzaRoce(FR)

RoceestáticoExistecuandonohaymovimientorelativoentredoscuerposqueestanencontacto.Ejemplo:siqueremosempujarunacajagrandenosemueveporqueLafuerzaroceestáticoseoponealmovimiento

RocecinéticoodinámicoRocequeseejercecuandoelcuerpoestaenmovimiento.Esmenorquelafuerzaderozamientoestática.

Engeneralsesatisface𝜇𝑐<𝜇𝑒.

O<fe≤femax=μN

CoeficientesdeRoce

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

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

Inercia Ausenciadeaceleración

SistemaInercial

Sistemanoascelerado

Nota•  Lasfuerzadeacciónyreacciónsonsiempre

igualesycontrarias,sinembrago.Sidosfuerzassonigualesycontrarias,nonecesariamentesondeacciónyreacción

•  Lafuerzasdeacciónyreacciónactúanencuerposdistintos

!FAB =

!FAB +

!FBA = 0 ↔

!FAB = −

!FBA

EFECTOSDELAFUERZA

Loscuerposelásticossonaquellosquesedeformanvisiblementeantelaaccióndeunafuerza,peroquevuelvenasuformaoriginal cuando dicha fuerza deja deactuar;

FUERZAELÁSTICA

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]

xΔ

Fe

P

eF k x= − ⋅ΔEl signo “-” indica que la fuerza elástica siempre es contraria a la deformación.

Δx (deformación)

Fe

MusculoyLeydeHookeOrigendelafuerzaelástica:reordenacionesmoleculares.Unmúsculoconstademuchas fibras.Cadaunaobedece la leydeHookeparapequeñosΔx.Fuerzatotalproporcionalalaseccióndelmúsculo.

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

RECORDANDO

RECORDAR

RECORDANDO

RECORDAR

APLICACIONESDELASLEYESDENEWTON

SIunobjetoestaenreposoosedesplazaconvelocidadconstantesedicequesehallanenequilibrio

F∑ = 0

LasumavectorialdetodaslasFuerzas(fuerzaresultante)queactúasobreuncuerpoenequilibrioescero

Fx ∑ = 0

yFy ∑ = 0

RECORDANDO

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