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Gu´ ıa de preguntas para ex´ amenes predoctorales. David Berm´udez Rosales. Alberto Hern´andez Almada. Abraham Meza Rocha. Ariadna Montiel Arenas. Jes´us Salvador Nieto Pescador. 25 de mayo de 2010
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Cap´ ıtulo 1 Mec´ anica Cl´ asica 1.1. Leyes de Newton 1.1.1. ¿Cu´ ales de las tres son definiciones y cu´ ales con- tienen informaci´on experimental? Las leyes f´ ısicas deben estar basadas en hechos experimentales. La primera ley carece de sentido sin el concepto de fuerza, tiene sentido s´ olo para fuerza cero (esto es, un cuerpo permance en reposo o movimiento uniforme hasta que no sea sujeto a una fuerza, un cuerpo movi´ endose de esta forma es un cuerpo libre). Por otro lado, la definici´on de fuerza est´ a completamente precisa s´olo cuando la masa est´ a definida. Entonces, la primera y la segunda ley no son en realidad leyes en el sentido usual, deben considerarse como definiciones. Debido a que la longitud, tiempo y masa son conceptos que normalmente han sido entendidos, usamos la primera y segunda ley como una definici´on operacional de la fuerza. La tercera ley, sin embargo, si es una ley, es una afirmaci´ on que concierne al mundo f´ ısico real y contiene toda la f´ ısica de movimiento de las leyes de Newton. Debemos agregar que la tercera ley no es una ley general de la naturaleza, la ley se aplica s´ olo si la fuerza se ejerce entre dos objetos dirigida sobre la l´ ınea que los une (fuerza central, cualquier fuerza que dependa de las velocidades no es central). 1.1.2. La primera ley podr´ ıa verse como un caso particular de la segunda, por qu´ e entonces es tan importante la primera ley? Porque nos da un criterio para definir un marco de referencia inercial. 1.1.3. ¿Cu´ ales son las dos formas en las que se enuncia la 3ra Ley de Newton? Debil : La fuerza entre dos part´ ıculas se ejercen una sobre otra y son en magni- tud iguales y de sentido opuesto. Fuerte : Adem´ as de lo anterior, la fuerza est´a di- 3
4 CAP ´ ITULO 1. MEC ´ ANICA CL ´ ASICA rigida a lo largo de la l´ ınea que une las part´ ıculas. 1.1.4. ¿Qu´ e es masa gravitacional y qu´ e es masa inercial? Masa inercial : Es la masa que determina la aceleraci´on de un cuerpo bajo la acci´ on de una fuerza dada. Masa gravitacional : Es la masa que determina las fuerzas gravitacionales entre un cuerpo y otros. Galileo fue el primero en examinar la equivalencia entre estas dos masas al dejar caer objetos de la Torre de Pisa. Newton tambi´ en consider´ o el problema y midi´ o el periodo de dos p´ endulos de igual longitud pero con objetos de diferentes materiales. Ninguno encontr´ o alguna diferencia, pero los m´ etodos eran burdos. M´as reciententemente se ha probado con gran precisi´ on que son aproximadamente iguales.

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