Foros Ciencias Galilei

Saludos amigos del Foro de Ciencias Galilei, les escribe Mario Rodríguez, en esta ocasión les voy a plantear algunas preguntas sobre Las Leyes de Newton y Las Fuerzas Básicas de la Naturaleza, me gustaría que en la resolución de estas preguntas esten bien argumentadas y ejemplificadas, pues estas preguntas han generado mucha controversia entre mis compañeros de estudios.

Respecto a la 1ra Ley de Newton señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones.

I. Un cuerpo que está en reposo puede iniciar su movimiento repentinamente sin la acción de una fuerza.

II. La 1ra Ley de Newton es aplicable también en un sistema de referencia acelerado respecto a tierra.

III. La 1ra Ley de Newton explica porqué al romperse la cuerda que ata a una piedra en movimiento circular, ésta se mueve en una recta tangente a la trayectoria que tenía.

IV. Si un objeto se mueve con MRU respecto de otro, entonces según la 1ra Ley de Newton existe equivalencia entre ambos, es decir está en equilibrio uno respecto de otro.

V. La interacción entre un cuerpo y la superficie que le sirve de apoyo es de naturaleza electromagnética.

VI. Si un libro se encuentra en reposo sobre una mesa, la naturaleza de la fuerza de contacto entre el libro y la mesa es electrodébil.

VII. Las fuerzas básicas en la naturaleza son cinco.

VIII. Las fuerzas de interacción electrodébil tienen menor alcance que las de interacción gravitatoria.

Sin más que decirles me despido, agradeciéndoles de antemano ayuda.

                                                                                 Atentamente: Mario Rodríguez

I. Un cuerpo que está en reposo puede iniciar su movimiento repentinamente sin la acción de una fuerza.

No es posible, ya que para esto es necesario un estimulo exterior para cambiar su estado de movimiento.

II. La 1ra Ley de Newton es aplicable también en un sistema de referencia acelerado respecto a tierra.

Las leyes de Newton solo se aplican a sistemas de referencia inerciales sin sufrir cambios, puedes hacer lo q dice la pregunta, pero se deben introducir seudo fuerzas.

III. La 1ra Ley de Newton explica porqué al romperse la cuerda que ata a una piedra en movimiento circular, ésta se mueve en una recta tangente a la trayectoria que tenía.

Lo q pasa es q la piedra al no tener fuerzas interiores q cambien su estado de movimiento, tiende a seguir una sola trayectoria.

IV. Si un objeto se mueve con MRU respecto de otro, entonces según la 1ra Ley de Newton existe equivalencia entre ambos, es decir está en equilibrio uno respecto de otro.

Si, pero no se si esta bien el termino "equilibrio", diria mas bien en Reposo.

V. La interacción entre un cuerpo y la superficie que le sirve de apoyo es de naturaleza electromagnética.

Si, ya que los electrones de la superficie repelen a los tuyos.

VI. Si un libro se encuentra en reposo sobre una mesa, la naturaleza de la fuerza de contacto entre el libro y la mesa es electrodébil.

NO¡¡...la fuerza electrodebil es una fuerza que en la naturaleza ya no existe y es la union de la electromagnetica y la interaccion debil que hace q los elementos se desintregren.


VII. Las fuerzas básicas en la naturaleza son cinco.

Son en realidad 4: Gravedad, Electromagnetica, Fuerte y Debil.

VIII. Las fuerzas de interacción electrodébil tienen menor alcance que las de interacción gravitatoria.

Creo q es cierto, ya  q estas solo se confinan a particulas, mientras que la gravitacional se extiende al infinito

Gracias Jorge Quantum por la ayuda pero todavía tengo algunas dudas:

Respecto a la 1ra Ley de Newton señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones.
I. Un cuerpo que está en reposo puede iniciar su movimiento repentinamente sin la acción de una fuerza.

Respecto a esta cuestión un compañero de estudio me planteo lo siguiente si yo estuviera dentro de un coche que al inicio está en reposo y de pronto éste "arranca" es decir acelera yo me "movería" hacía atrás y esto NO es debido a la acción de una fuerza. Esto me dejo pensativo, la verdad no sé si la afirmación I es verdadera o falsa.

II. La 1ra Ley de Newton es aplicable también en un sistema de referencia acelerado respecto a tierra.

Tengo entendido que las Leyes de Newton sólo son válidas para sistemas inerciales de referencia....Sin embargo ésta pregunta no la entiendo bien pues en todo caso dependería en dónde ubique un observador, para un OBSERVADOR DENTRO DE MI SISTEMA ACELERADO NO SE CUMPLIRÍA LA PRIMERA LEY DE NEWTON PERO PARA UN OBSERVADOR FIJO EN TIERRA SI SE CUMPLIRÍA ¿O ME EQUIVOCO?

III. La 1ra Ley de Newton explica porqué al romperse la cuerda que ata a una piedra en movimiento circular, ésta se mueve en una recta tangente a la trayectoria que tenía.
A mi juicio al romperse la cuerda (la fuerza de tensión se hace cero) y al no haber Fuerza de Tensión (Fuerza Centrípeta) y al presentar velocidad tangencial en ese punto por INERCIA tiende a conservar esa velocidad y por eso se mueve por la tangente a la trayectoria...es decir La 1ra Ley de Newton si explica este fenómeno sin embargo en mi libro dice que este fenómeno lo explica la Segunda Ley de Newton....La verdad que no entiendo.

Sin más que decirle me despido, agradeciéndole de antemano su ayuda.

                                                                                  Atentamente: Mario Rodríguez

Hagamos el siguiente experimento. Una pelota sin fricción con el suelo se encuentra en el interior de una plataforma en la que va un observador. Fuera de ella hay otro observador en tierra firme. De pronto el vagón acelera ¿Qué observaría cada uno de ellos?:
El que está en el interior ve cómo la pelota se acelera hacia la parte de atrás del vagón sin que medie fuerza alguna. Para él no se cumple la ley de Newton a no ser que asocie a la pelota una fuerza -m·a (que llama de inercia) y que no sabe quién la hace.
Para un observador externo todo es normal. La pelota no se ha movido del sitio donde estaba y es el vagón el que se mueve hacia delante. La pared trasera de mismo se acerca a la pelota hasta que la arrastra.

Tu compañero intenta razonar el problema desde un sistema no inercial y por tanto no puede aplicar las leyes de Newton para resolverlo.

Desde dentro de un coche, cuando frena, puede parecer que el cuerpo se va hacia delante pero lo que realmente ocurre es que es el coche el que se queda atrás.

La Tierra no es un sistema de referencia inercial aunque se aproxime a él por la poca velocidad angular que tiene. Es por eso por lo que no podemos explicar que el agua del lavabo se introduzca por el sumidero rotando (en cada hemisferio en un sentido dado). Si un sistema de referencia acelera no es inercial y no son aplicable las leyes de la mecánica.

La confusión está en que la primera ley de Newton está incluida en la segunda ya que si F = 0 => m·a = 0 => a = 0 => V = cte (MRU)

Dicho de otro modo, la primera ley de Newton es consecuencia de la segunda.

Mientras el cuerpo gira:

Fc = m·a_c

Como  hay a_c el cuerpo va cambiando de velocidad (cambia la dirección) permaneciendo en rotación alrededor del centro. Cuando se rompe la cuerda el cuerpo tiene una velocidad (vector) definida. En ese momento Fc = T = 0 = M·a_c = 0 y entonces, al desaparecer la aceleración la velocidad permanecerá cte, moviéndose en linea recta y alejándose del centro de giro por la tangente.