Duda sobre las ecuaciones de Newton

[joa47]

Re: Duda sobre las ecuaciones de Newton

A ver, creo haber entendido: La fuerza que se le aplica a un cuerpo le genera una aceleracion. Como el cuerpo se mueve mi fuerza hizo efecto, pero mi fuerza no es la unica que esta actuando en el cuerpo, sino que tambien esta la de rozamiento que se opone a mi fuerza. Como el cuerpo se mueve con el sentido y direccion de mi fuerza quiere decir que he vencido la de rozamiento, pero la fuerza que causa la aceleracion es la resultante de la fuerza de friccion y la mia. Entonces dicha fuerza resultante (siempre suponiendo que mi fuerza es constante mientras la aplico) es la responsable de que el cuerpo se acelere, entonces en el momento en que yo vaya a calcular esa fuerza resultante, cuando deba calcular la aceleracion para meterla en la famosa formula, deber pone que la vf es la velocidad que tiene el cuerpo cuando deje de aplicarle la fuerza, y la inicial 0, pues estaba en reposo en el momento en que yo le aplique la fuerza, y en el momento de calcular la variacion de tiempo, pongo el intervalo de tiempo en que yo aplique la fuerza, porque la ACELERACION SE LLEVA A CABO CUANDO YO ESTOY APLICANDO LA FUERZA.

Entonces supongamos que yo empujo con mi dedo una canica, la canica va a acelerarse siempre que yo la empuje con mi dedo.

Luego para calcular la fuerza de rozamiento, debere contar desde el momento en que yo deje de aplicar la fuerza, tomando la vf como 0 , pues justamente la fuerza de rozamiento hizo que se pare, y a la v0 como la velocidad que el cuerpo tuvo en el momento que se le dejo de aplicar la fuerza, y el intervalo de tiempo seria desde que se dejo de aplicar la fuerza hasta que se freno.

Son mis conclusiones correctas?

de vuelta: GRACIAS A TODOS POR RESPONDER

[pod]

Re: Duda sobre las ecuaciones de Newton

Buenas a todos, se daran cuenta que no tengo un nivel de fisica muy avanzado por la pregunta que les voy a hacer, pero aqui va: En la secundaria he estado viendo con mi profesor las ecuaciones de energia, trabajo y choques y las de peso. Mi profesor ha copiado las formulas en el pizarron para que resolvamos problemas, sin explicar ningun razonamiento ni de donde es que vinieron dichas formulas.

Denuncia a tu profesor. Esa no es forma de dar una clase.

A mi, me resulta muy dificil entender cosas muy elementales como ¿Cómo es que se hizo para poder cuantificar la masa?

Supongo que te refieres como se define la masa, no como se cuantifica. Se cuantifica con una báscula, normalmente.

La definición de la masa es un tema muy complicado. En un ámbito de física más avanzada, el otro día varios en el foro nos estuvimos "peleando" sobre la definición más conveniente.

A este nivel, puedes quedarte con lo siguiente: la masa mide cuan tozudo es un cuerpo. A los cuerpos les gusta moverse a velocidad constante (o quedarse quietos si no se están moviendo). Para que cambie su velocidad (o empiece a moverse) hay que convencerlo, y cuanto más tozudo sea, más costará convencerlo.

La forma de "convencer" es aplicar una fuerza. Cuanta más masa tenga un cuerpo, más fuerza habrá que aplicar para provocar un mismo cambio en la velocidad.

Newton se dio cuenta de esto, y por eso afirmó que la aceleración producida por una fuerza será igual a dicha fuerza dividida por la masa, a = F/m. Cuanto más gordo sea algo, menor será el efecto de una fuerza. De ahí, pasando multiplicando la m, F = m a.

o cómo se cuantifica algo tan abstracto como la energía de un objeto.

La energía no es algo abstracto ni mucho menos. Tiene una definición muy concreta y precisa. Lo que ocurre es que a mucha gente se le hincha la boca hablando de "energía", que al final acaba pareciendo algo abstracto o místico. Pero no, es algo muy concreto y bien definido. Ocurre que la definición completa es algo difícil de escribir sin matemáticas avanzadas.

A nivel básico, la energía mide la capacidad de producir cambios. Imaginemos un coche que se estrella contra una pared. Si el coche va lento, al chocar apenas habrán daños. Pero si se estrella a gran velocidad, habrán muchos daños; muchos cambios (negativos en este caso). Por lo tanto, está claro que al ganar velocidad, se gana también energía (cinética).

Igualmente, está claro que tocar un objeto a temperatura ambiente, no ocasiona ningún cambio en la mano. Pero si tocas un objeto a gran temperatura, pasarán ciertos cambios en tu mano (alguna quemadura que otra). Por lo tanto, la energía (térmica) aumenta con la temperatura.

Sabiendo la definición matemática "complicada", se pueden calcular las fórmulas correspondientes a las energías cinética, térmica y el resto de tipos de energías que hay. Pero como aún no sabes esas mates, te tienes que aprender las fórmulas... de momento.

Estan son simplemente algunas de las miles de preguntas que tengo.

Mejor que abras un hilo nuevo para cada pregunta, a no ser que estén muy relacionadas entre sí. Será más cómodo y ordenado para todos.

un dia le pregunte a un profesor de mi carrera que por favor me explicara lo que era una fuerza, y simplemnte me respondio asi: "f=m*a. yo no la entiendo, solo se q funciona". (ni el propio Newton explico lo que era una fuerza en su libro "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica" solo la definió)

El problema es el siguiente: sabemos muy bien lo que es la aceleración (es una magnitud que viene definida en la cinemática). Pero no sabemos que es una fuerza o que es la masa: en una sóla ecuación estamos definiendo dos magnitudes nuevas.

De hecho, ese es el motivo por el que es necesario el primer principio de Newton. A mucha gente le parece que el primer principio está incluido dentro del segundo ($F = 0 \rightarrow a = 0$), pero sin el primero no podríamos definir la masa (oposición a cambiar de estado de movimiento, como dije antes).

En resumidas cuentas, una fuerza nos dice como de fuerte intensa es la interacción entre dos cuerpos (tienen que ser dos, debido al tercer principio... si hay más, los consideramos a pares). Cuanto más intensa sea la interacción, más efectos tendrá, es decir, mayor aceleración se producirá.

Una forma de verlo es que la ecuación F = m a relaciona las "causas" con los "efectos" de una interacción. La causa de que algo cambie es una fuerza, y el efecto de ese cambio es una aceleración. La masa dice como de caro es producir ese cambio.

lo q te quiero decir es lo siguiente, muchas veces debemos aceptar cosas que estan definidas matematicamente y las definiciones no tienen demostracion, como el caso de la fuerza. entonces mientras una ecuacion la llevemos al plano experimental y funcione, la aceptamos como cierta, y el como se dedujo ya es cuestion personal de cada cientifico. espero haberte ayudado.

No hay que aceptar nada ciegamente. Esto es ciencia, no catequesi. Se definen unos conceptos, y se utilizan esos conceptos para calcular (demostrar) otras cosas. Si esas cosas pasan en el mundo real, entonces nos quedamos con esa teoría, por que funciona.

Como he dicho antes, cuando sepas un poco más de mates, sabrás cómo hacer esas demostraciones a partir de las definiciones concretas. Entonces, no deberás "aceptar" nada.

Son demostraciones que están al alcance de toda la humanidad (con un poco de formación, claro), no hay que hacer ningún slato de fe. Rechaza todo lo que pida ese salto, no es ciencia.

Hola Pinucset, de lo que has escrito me surge una duda: ¿qué otros métodos de transferencia de energía existen que no sean calor ni trabajo?

Ninguno. La energía pasa de un cuerpo a otro a través de fuerzas (trabajo) o a través de una diferencia de temperaturas (calor). No hay más.

Pues por ejemplo las ondas mecánicas, la transferencia de materia, la eléctrica o la radiación electromagnética.

Todo eso se puede inscribir dentro de trabajo:

- Las ondas mecánicas se producen por que hay fuerzas entre varias partículas que las hacen oscilar. Como hay fuerza, es trabajo.

- La transferencia de materia implica que es la materia la que se mueve, no hay energía pasando de un cuerpo a otro. Por lo tanto, ni siquiera es una transferencia de energía.

- El campo eléctrico produce una fuerza sobre las cargas, F = q E. Como hay fuerza, es trabajo.

- La radiación electromagnética es una oscilación del campo electromagnético. El campo electromagnetico produce fuerza sobre las cargas... ver punto anterior.

Pero bueno, que yo sólo he trabajado con el Q i el W, pero va bien saber que hay más

Está mejor saber que no hay más, por que es la verdad.

Bueno, entendi lo de momento lineal, pero ahora me surge otra duda: la aceleracion siempre va a ser contraria a la fuerza, o no? y tambien constante, o no? esto me surgio ya que en el momento de hacer la resta de vf - v0, me da negativa, pues la vf siempre va a ser 0 porque fue frenada por la friccion

Cuando decia contraria me decia con el sentido contrario, por que el cuerpo comienza a desacelerarse desde el momento en que se le deja de aplicar la fuerza, no? y constantemente, o no?

Tmabien cuando decia que la aceleracion era negativa, decia que era negativa siempre q se tome un cuerpo al cual se le aplica una fuerza, avanza y deja de moverse

En estos fragmentos estás hablando de la fricción, no de una fuerza general. Así que lo que diré se aplica solo a fricción, no a cualquier fuerza.

La fricción siempre se opone al movimiento. Su sentido, por lo tanto, es el contrario a la velocidad. Eso no significa que la aceleración sea negativa siempre; depende del criterio de signos que has cogido. Si la velocidad es negativa, entonces la aceleración será positiva: lo que importa es que tengan el signo opuesto.

Por ejemplo, si te imaginas algo deslizandose sobre una mesa hacia la izquierda, y tu has tomado el criterio de que todo lo que apunta a la derecha es positivo, es obvio que la velocidad será negativa, y la fuerza de fricción (y por lo tanto la aceleración) tendrán signo positivo (hacia la derecha, sentido contrario de la velocidad). Aún así, sigue siendo una deceleración, la velocidad decrecerá (en valor absoluto).

Ten en cuenta que la fuerza de fricción actúa siempre que haya movimientos relativos. Es decir, mientras hay otra fuerza impulsando, sigue habiendo fricción. Si la fuerza impulsora es más pequeña, no logrará impulsar. Es lo que ocurre cuando intentas empujar algo muy grande, por ejemplo un edificio. Como tiene mucha fricción con sus cimientos, tu fuerza de impulso es ridícula y no se mueve.

Hay varios tipos de fuerza de fricción:

- Fricción entre dos sólidos. Esta es constante, y por lo tanto la (des)aceleración que provoca también lo es.

- Fricción entre un sólido y un fluido (líquido o gas). Esta no es constante, sino que cambia según la velocidad.

- Fricción entre dos fluidos (o dos capas del mismo fluido). Se llama viscosidad, y es difícil de tratar a este nivel. No la vas a necesitar.

[joa47]

Re: Duda sobre las ecuaciones de Newton

Gracias por responder,

Pod, tu dices que a Newton penso la formula diciendo que F/m= a, pero a mi me han dicho que el la definio como la variacion de cantidad de movimiento en un intervalo de tiempo. Yo , la verdad es que no tengo bien en claro el concepto de cantidad de movimiento, debe ser porque el nombre no ayuda: cuando yo escucho hablar de "cantidad de movimiento", logicamente tiendo a pensar en longitud, porque cuando digo CUANTO SE MOVIO un cuerpo, me sale solamente penser en metros, centimetros,etc. Lo mismo con el nombre de MOMENTO LINEAL, se que es lo mismo, pero sigo sin tener claro el concepto. Si alguien aqui me tuviera mas paciencia que la que ya me han tenido hasta ahora de explicarmelo lo agradeceria.

Gracias de vuelta

[pod]

Re: Duda sobre las ecuaciones de Newton

Gracias por responder,

Pod, tu dices que a Newton penso la formula diciendo que F/m= a, pero a mi me han dicho que el la definio como la variacion de cantidad de movimiento en un intervalo de tiempo. Yo , la verdad es que no tengo bien en claro el concepto de cantidad de movimiento, debe ser porque el nombre no ayuda: cuando yo escucho hablar de "cantidad de movimiento", logicamente tiendo a pensar en longitud, porque cuando digo CUANTO SE MOVIO un cuerpo, me sale solamente penser en metros, centimetros,etc. Lo mismo con el nombre de MOMENTO LINEAL, se que es lo mismo, pero sigo sin tener claro el concepto. Si alguien aqui me tuviera mas paciencia que la que ya me han tenido hasta ahora de explicarmelo lo agradeceria.

Gracias de vuelta

Cuando se explica Física, se tiende a usar el nombre de las personas de una forma un poco libre, inventandose una pseudo-historia. Por que la historia real es demasiado intrincada, con avances y retrocesos, que harían imposible explicar las cosas.

Sí, la ley de Newton completa es F = dp/dt. Está claro que F = ma es un caso particular que sólo vale si la masa es una constante. Pero el razonamiento es similar, y resulta mucho más sencillo explicarlo así.

En general, no te debes tomar lo que se cuenta de los grandes científicos como verdad historica, simplemente como un recurso didáctico.

El concepto de cantidad de movimiento es muy sencillo: te dice cuanto movimiento hay en total. Por ejemplo, ¿tu que prefieres, parar con la mano una mosca que se mueve a 30km/h... o un tren que se mueve a 10m/h?

Estamos diciendo que la masa es la oposición a cambiar de velocidad. Así que cuanta más masa, más "movimiento" se genera. Igualmente, cuanta más velocidad, más "movimiento" hay. Así que es normal que la cantidad de movimiento total sea proporcional a la masa y a la velocidad. Y de ahí sale.

[Ulises7]

Re: Duda sobre las ecuaciones de Newton

Gracias por responder,

Pod, tu dices que a Newton penso la formula diciendo que F/m= a, pero a mi me han dicho que el la definio como la variacion de cantidad de movimiento en un intervalo de tiempo. Yo , la verdad es que no tengo bien en claro el concepto de cantidad de movimiento, debe ser porque el nombre no ayuda: cuando yo escucho hablar de "cantidad de movimiento", logicamente tiendo a pensar en longitud, porque cuando digo CUANTO SE MOVIO un cuerpo, me sale solamente penser en metros, centimetros,etc. Lo mismo con el nombre de MOMENTO LINEAL, se que es lo mismo, pero sigo sin tener claro el concepto. Si alguien aqui me tuviera mas paciencia que la que ya me han tenido hasta ahora de explicarmelo lo agradeceria.

Gracias de vuelta

Bueno respecto a lo de momento lineal o cantidad de movimiento ya lo irás asimilando con el tiempo, aparte si no vas a estudiar física no tienes por qué 'ofuscarte' con estos temas .

Y joa respecto a lo que dices de a = F / m y lo de la cantidad de movimiento mira mis mensajes en la página anterior que alli te demostre como pasar de F = ( pf -po ) / t a F = m . a

Son dos formas de expresar la fuerza.

pd: por cierto pod que lento va el tren y que rápida va la mosca

[pod]

Re: Duda sobre las ecuaciones de Newton

pd: por cierto pod que lento va el tren y que rápida va la mosca

Lo ponía en el mensaje...

[joa47]

Re: Duda sobre las ecuaciones de Newton

Pod, tu dices que cuanta mas masa mas movimiento hay, ¿No deberia ser al reves?

Gracias otra vez y disculpen.

[Sartie]

Re: Duda sobre las ecuaciones de Newton

Pod, tu dices que cuanta mas masa mas movimiento hay, ¿No deberia ser al reves?

Gracias otra vez y disculpen.

a una misma velocidad con mas masa mayor impetu.

[Ulises7]

Re: Duda sobre las ecuaciones de Newton

Pod, tu dices que cuanta mas masa mas movimiento hay, ¿No deberia ser al reves?

Gracias otra vez y disculpen.

Te has equivocado pod no ha dicho eso, dijo textualmente: 'cuanto movimiento hay en total', el se referia de nuevo al momento lineal o la cantidad de movimiento la p y por lo tanto la masa y la velocidad es proporcional a p, pero si te refieres a la aceleración es cierto que la masa y aceleración son inversamente proporcionales... a = F / m ... y esto concuerda con el 1 principio de Newton o principio de inercia, un cuerpo más masico tiene una mayor resistencia a variar su movimiento.

pd: lo de la mosca y el tren lo decia porque iban uno demasiado rápido y el otro demasiado lento...

[ignorante]

Re: Duda sobre las ecuaciones de Newton

Sabiendo la definición matemática "complicada", se pueden calcular las fórmulas correspondientes a las energías cinética, térmica y el resto de tipos de energías que hay.

Hola pod, ¿podrías por favor mencionar a qué definición matemática de la energía te refieres? Sin pretender explicarla, para no embrollarnos innecesariamente, solo mencionarla. Gracias.

[pod]

Re: Duda sobre las ecuaciones de Newton

Pod, tu dices que cuanta mas masa mas movimiento hay, ¿No deberia ser al reves?

Gracias otra vez y disculpen.

Ya te han contestado los compañeros: a igualdad de velocidad, hay más movimiento cuanta más masa se tiene.

De la misma forma, a igualdad de masa, hay más movimiento al incrementar la velocidad.

De estas dos propiedades se infiere que una forma razonable de medir la "cantidad de movimiento" sea precisamente el producto de masa por velocidad.

Hola pod, ¿podrías por favor mencionar a qué definición matemática de la energía te refieres? Sin pretender explicarla, para no embrollarnos innecesariamente, solo mencionarla. Gracias.

Todo se puede sacar a partir de la definición de trabajo como la circulación de la fuerza. La energía de un cuerpo es la cantidad de trabajo que es necesario para llevarlo a su estado.

Nótese que a priori uno podría hacer la definición contraria: la cantidad total de trabajo que se puede extraer del cuerpo. Pero esto entra en conflicto con el segundo principio de la termodinámica. De hecho, sí existe una magnitud definida así, se llama exergía.