Física para Ciencias:
Dinámica: Equilibrio
Dictado por:
Profesor Aldo Valcarce
1er semestre 2014
FIS109C – 2: Física para Ciencias
1 er semestre 2014
Equilibrio
En equilibrio la aceleración  de todos los cuerpos en el sistema es
nula.







  =  
=0
FIS109C – 2: Física para Ciencias
 = 0
  =  
 = 0
1 er semestre 2014
Sistemas en No Equilibrio
En sistemas que no se encuentren en equilibrio la aceleración
 de uno o todos los cuerpos en el sistema es no nula.
 = 


Condición de no equilibrio:  ≠ 
FIS109C – 2: Física para Ciencias
1 er semestre 2014
Peso Aparente
El peso aparente es el peso medido en un sistema acelerado
en la misma dirección que se mide el peso.
FIS109C – 2: Física para Ciencias
1 er semestre 2014
Ejemplo
Una persona pesa un pescado de masa  en un ascensor.
a) ¿Qué tipo de fuerza es la que mide la balanza para estimar el peso?
b) Demuestre que la balanza marca diferente si el ascensor acelera con 
hacia arriba o hacia abajo.
c) ¿Cuánto debe valer la aceleración para que la balanza estime que el
pescado pesa el doble de lo que pesa en reposo?
d) ¿Cuánto debe valer la aceleración para que la balanza estime que el
pescado no tiene masa?
FIS109C – 2: Física para Ciencias
1 er semestre 2014
Fuerza de Roce (   )
Fuerza de reacción
Roce Estático
0 ≤  ≤ ,  =  
FIS109C – 2: Física para Ciencias
Roce cinético
 =  
1 er semestre 2014
Roce
Hasta ahora no hemos tenido en cuenta el roce, aunque en la mayor
parte de los casos prácticos tiene importancia.
El roce existe porque cualquier superficie que parece lisa es, al nivel
microscópico, bastante áspera.
10 kg
¿Qué pasa cuando uno camina descalzo en el baño con el piso mojado?
FIS109C – 2: Física para Ciencias
1 er semestre 2014
Roce Cinético o Dinámico
Cuando un objeto se mueve sobre una superficie, experimenta una fuerza
de roce. Este es el caso de roce cinético.
La fuerza de roce cinético siempre actúa en el sentido contrario al del
movimiento del objeto.
Se encuentra experimentalmente que la fuerza del roce cinético  es
proporcional a la fuerza normal actuando sobre el objeto.
 =  
En el sentido contrario
al del movimiento.
 se llama coeficiente de roce cinético y su valor depende de las
dos superficies. Tiene valores típicos de entre 0,01 y 0,8.
FIS109C – 2: Física para Ciencias
1 er semestre 2014
Roce Estático
También existe una fuerza de roce sin tener movimiento. Por ejemplo si se
empuja un laptop y el laptop no se mueve, hay una fuerza actuando sobre el
laptop con magnitud igual, pero en el sentido contrario a la fuerza aplicada.
Esta es la fuerza de roce estático.
Si se empuja con una fuerza suficientemente grande el laptop va a moverse.
Esto es porque la fuerza de roce estático tiene un valor  dado por:
0 ≤  ≤ ,  =  
En la dirección opuesta a
la fuerza neta aplicada.
 se llama coeficiente de roce estático y su valor depende de las dos
superficies. Tiene valores típicos de entre 0,01 y 4.
FIS109C – 2: Física para Ciencias
1 er semestre 2014
El Roce
Gráfico de Fuerza de Roce  contra la fuerza aplicada  .
Roce Estático
Roce Cinético

 =  
10 kg
 
FIS109C – 2: Física para Ciencias
 =  
 < 

1 er semestre 2014
Roce: Ejercicio
Dos cajas están conectadas por un
cordón que pasa por una polea. Si el
coeficiente de roce estático  entre la
caja de masa 1 = 10  y la mesa es
igual a 0,2:
a) ¿Cuál sería el valor máximo de 2
para que el sistema se encuentre en
equilibrio?
b) Si el coeficiente de roce cinético  es 0,15 ¿cuál sería la aceleración
del sistema si 2 = 1 ?
c) Si el coeficiente de roce cinético  es 0,15 ¿cuál sería la aceleración
del sistema si 2 = 8 ?
FIS109C – 2: Física para Ciencias
1 er semestre 2014
El plano inclinado con roce
Sobre una mesa de 1  de largo se encuentra un objeto de masa  =
10  justo en la mitad de ella. Entre el objeto y la mesa se tiene un
coeficiente de roce estático  = 0,2.
a) Determine el ángulo máximo que se puede inclinar la mesa de tal
manera que el objeto no se mueva.
b) Si el coeficiente de roce cinético es  = 0,15 y la mesa se inclina
15°, ¿cuánto tiempo se tiene para alcanzar el objeto antes de que
este se caiga de la mesa?
FIS109C – 2: Física para Ciencias
1 er semestre 2014
Resumen
 Sistemas en No Equilibrio
 = 
 Peso Aparente
 Fuerza de Roce
 Roce Cinético
 =  
 Roce Estático
0 ≤  ≤ ,  =  
FIS109C – 2: Física para Ciencias
1 er semestre 2014
Descargar

Clase 11: Roce