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Masa inercial – Fisica 1

Masa inercial en Fisica 1

Cuando se empina una caja, es probable que sintamos que se resiste a iniciar su movimiento, de la misma manera, si se intenta cambiar la velocidad de un automóvil, éste también se opondrá a dicho cambio

Entonces, tenemos que la inercia es:Masa inercial – Fisica 1 0

La inercia es una propiedad de los objetos, la cual se trata de una medida de la respuesta de un objeto a un fuerza externa, si una caja vacía se le aplica una fuerza, esta adquiriera una determinada aceleración, pero si a la caja de le llena con piezas de acero, se requerirá aplicarle una fuerza mayor para darle la misma aceleración, por lo tanto, la caja vacía tiene menos inercia que la caja llena de aceroMasa inercial – Fisica 1 1Masa inercial – Fisica 1 2

Por ejemplo, cuando la masa de un cuerpo es mayor, la aceleración de ese cuerpo es menor bajo la acción de una fuerza aplicadaMasa inercial – Fisica 1 3

La masa de un cuerpo es una constante característica del mismo, ya que no se altera si cambia su temperatura forma o estado. Es una magnitud escalar que obedece las reglas de la aritmética y que no depende del método usado para medirla

La unidad de masa en el SI (Sistema Internacional) es el kilogramo, sin embargo, en los pasees de habla inglesa se utiliza el slug, cuya equivalencia con el kilogramo es:

1 slug = 14.593 kg

Consideremos que la masa de un cuerpo puede medirse con una balanza en la Tierra, pero en una región del espacio sideral donde el cuerpo estuviera aislado, en una región carente de gravedad, la masa no se medir con una balanza.

En un lugar sin gravedad, la masa de un cuerpo medirse comparando las aceleraciones que una fuerza determinada produce sobre dicho cuerpo y el cuerpo cuya masa se toma como referencia.

Supongamos que una fuerza sobre un cuerpo de masa m1 produce una aceleración de a1 y si la misma fuerza actúa sobre un cuerpo de masa m2, produce una aceleración de a2

La proporción de las dos masas se define como la razón inversa de las magnitudes de las aceleraciones producidas por la misma fuerza.Masa inercial – Fisica 1 4

Si m2 es la masa patrón de 1 kg, la masa m1 puede obtenerse de las mediciones de las aceleraciones, como se muestra en la siguiente figura:Masa inercial – Fisica 1 5

Ejemplo:

Problema

-Si un bloque de 1 kg experimenta una aceleración de 4 m/s2 cuando actúa sobre el una fuerza determinada, es necesario calcular la masa de un baúl que experimenta una aceleración de 0.25 m/s2 cuando actúa sobre el la misma fuerza

Solución

Datos

m2 = 1 kg

m1  = ?

a2 = 4 m/s2

a1 = 0.25 m/s2

Fórmula

Masa inercial – Fisica 1 4

Sustitución

Masa inercial – Fisica 1 7

Resultado

m1 = 16kg

Cuando hablamos de la mecánica clásica de Newton, la masa de un cuerpo tiene dos propiedades importantes:

La masa es una magnitud aditiva

-La masa de un cuerpo compuesto es igual a la suma de las masas de cada componente aislado

La masa de un cuerpo es una magnitud constante y no depende del movimiento de éste

Sin embargo, cuando los cuerpos se mueven a velocidades cercanas a la velocidad de la luz (c = 3 x 108 m/s), la masa ya no es independiente del movimiento del cuerpo, ya que de acuerdo con la teoría de la relatividad de Einstein, la masa de un cuerpo depende de su rapidez (v) por la siguiente ecuación:Masa inercial – Fisica 1 8

Donde:

m0 = masa del cuerpo en reposo

m = masa del cuerpo a una rapidez v

v2 = rapidez del cuerpo

c2 = rapidez de la luz en el vacío (e x 108 m/s)

Para los movimientos ordinarios de la mecánica clásica, se tiene que v << c

En la ecuación anterior establece que m≈m0, en otras palabras, la propiedad de la constancia de la masa es válida para rapideces pequeñas del cuerpo

 

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