La dirección de la aceleración es la misma de la fuerza aplicada.
Definición de Dinamómetro
El dinamómetro es un instrumento usado para medir fuerza (podría denominarse “forcímetro”).esta constituido por un cuerpo elástico que se desforma al aplicarle fuerzas.
Definición de Masa, Inercia
¿Qué es la masa? Newton mismo usó el término masa como sinónimo de cantidad de materia. Esta noción no es muy precisa. Con más precisión podemos decir que la masa es una medida de la inercia de un cuerpo. Mientras más masa tenga un cuerpo, es más difícil cambiar su estado de movimiento. Es más difícil hacer que comience a moverse partiendo del reposo, o detenerlo cuando se mueve, o hacer que se mueva hacia los lados saliéndose de su trayectoria recta. Un camión tiene mucho más inercia que una pelota de tenis que se mueva a la misma velocidad, siendo mucho más difícil cambiar el estado de movimiento del camión.
Para cuantificar el concepto de masa debe definirse un patrón. En unidades del Sistema Internacional (SI), la unidad de masa es el kilogramo (Kg.). El patrón actual es un cilindro de platino-iridio que se conserva en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas cerca de París, cuya masa, por definición, es exactamente un kilogramo. En unidades cgs, la unidad de masa es el gramo (g) y 1g = 10-3 kg .
No debe confundirse la masa con el peso. La masa es una propiedad de un cuerpo, es una medida de su inercia o cantidad de materia. El peso es una fuerza, la fuerza que la Tierra ejerce sobre el cuerpo. Para aclarar la diferencia, supongamos que llevamos un objeto a la Luna. Allí pesará la sexta parte de lo que pesaba en la Tierra , pero su masa seguirá siendo la misma.
La Primera ley de Newton afirma que en ausencia de fuerza neta sobre un cuerpo, éste permanece en reposo, o si está en movimiento, continúa moviéndose con velocidad constante (conservando su magnitud y dirección). Pero, ¿qué sucede si una fuerza actúa sobre un cuerpo? La velocidad debe cambiar, o sea, una fuerza neta origina una aceleración.
Aceleración, Fuerza Neta
La relación entre aceleración y fuerza podemos encontrarla en experiencias cotidianas. Pensemos que empujamos un carrito de supermercado. La fuerza neta que se ejerce sobre el carrito es la fuerza que yo aplico menos la fuerza de fricción en las ruedas. Si la fuerza neta es F, la aceleración será a, si la fuerza es 2F , la aceleración será 2a, y así sucesivamente. Por tanto, la aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta aplicada. Pero la aceleración depende también de la masa del objeto. Si mantengo la fuerza neta F y aumento la masa al doble, la aceleración será a/2.
Cuando la masa está en kilogramos y la aceleración en metros por segundo al cuadrado, la unidad de fuerza se llama Newton (N), 1N = (1kg) (1m/s2)
Relación entre aceleración y fuerza:
La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta aplicada.
Observemos las siguientes figuras:
Relación entre aceleración y masa
La aceleración de un objeto es inversamente proporcional a su masa.
O sea, podemos afirmar
La fuerza neta que es necesario aplicar a un cuerpo para producir una determinada aceleración es igual a la masa del cuerpo multiplicada por la aceleración
Notemos que mediante esta segunda ley podemos dar una definición más precisa de fuerza, como una acción capaz de acelerar un objeto.
Proporcionalidad entre la fuerza y la aceleración que comunica a un cuerpo.
Ejercicio
¿Qué fuerza neta se necesita para desacelerar uniformemente a un automóvil de 1500 Kg. de masa desde una velocidad de 100 Km. / h. hasta el reposo, en una distancia de 55 m ?
SOLUCION
Usamos F = m a. Primero debemos calcular la aceleración a. Suponemos que el movimiento es a lo largo del eje +x. La velocidad inicial es v0 = 100 km/h = 28m/s, la velocidad final vf = 0, y la distancia recorrida x = 55 m .
De la ecuación cinemática vf2 = v02 + 2ax, despejamos a:
a = (vf2 - v02)/2x = [0 - (28m/s)2]/(2x55m) = - 7.1 m/s2.
Luego, la fuerza neta necesaria es entonces
F = m a = (1500 Kg .)(-7.1m/s2) 
- 1.1x104 N, que obra en sentido -x
- 1.1x104 N, que obra en sentido -xActividad 1
Problema 1: ¿Qué fuerza hay que aplicar a una masa en reposo de 20 Kg para adquiera una aceleración de 4 m / s2 ?
Desarróllalo
Problema 2: ¿Durante cuánto tiempo hay que aplicar una fuerza de 300 N a una masa de 1500 Kg en reposo para que adquiera una velocidad de 2 m/ s ? ¿Qué distancia recorrió en ese tiempo?
Desarróllalo
Aplicación de la 2ª. Ley de Newton.
Esta ley también es llamada “Ley de la Dinámica ” y es fundamental para el conocimiento y dominio de esta parte de la física.
Debido a su importancia vamos a dar algunas reglas muy útiles para resolución de los problemas que tienen que ver con ella.
1ª) Dibujar “un esquema” general del problema lo más grande posible.
2ª) Para cada cuerpo en estudio, se construye el “diagrama de cuerpo libre”.
“El diagrama de cuerpo libre es un dibujo donde aparece el cuerpo o partícula aislada de los demás y en el cual se indican todas las fuerzas aplicadas sobre él”
3ª) Se escoge un sistema de coordenadas rectangulares para cada cuerpo haciendo coincidir uno de los ejes con la dirección de la aceleración. Se calculan las componentes de las fuerzas
4ª) Para cada eje de coordenadas se aplica la 2ª. Ley de Newton y se resuelven las ecuaciones formadas para responder a las preguntas formuladas.
Algunas fuerzas mecánicas especiales
El peso de un cuerpo es la fuerza con que él es atraído por la fuerza de gravedad
La fuerza normal ejercida por un plano sobre un cuerpo que está apoyado en él.
Fuerza de tensión
La tensión es la fuerza ejercida en cualquier punto de una cuerda, considerada de masa despreciable e inextensible, sobre un cuerpo que esta ligado a ella.
Fuerza de roce
La fuerza de roce es la fuerza que aparece en la superficie de contacto entre dos cuerpos cuando uno de ellos se desliza sobre el otro.
Problema 1
Sobre una superficie horizontal sin roce se encuentra un cuerpo que pesa 20 N. por medio de una cuerda de peso despreciable se le aplica una fuerza horizontal constante que origina en el cuerpo una aceleración de 4 m / s2. ¿Calcular el módulo de la tensión de cuerda?
Problema 2
El peso de un ascensor es de 1200 N. ¿Calcular la tensión del cable cuando sube con una aceleración de 1 m/s2?
En el eje Y hay M:U:A: Aplicando la 2da. Ley de Newton
Problema 3
¿Qué tensión debe soportar un cable para utilizarlo para remolcar un automóvil de 1500 N, sabiendo que el módulo de la fuerza de rozamiento es de 30 N y la aceleración de 0,2 m / 2
Después de haber hecho el diagrama del cuerpo
libre se tiene :
En el eje Y no hay movimiento 
Actividad 2
Problema 1
En la figura se muestra una caja de masa 4 Kg colocada sobre una superficie horizontal. Si no considera el roce:
Haz un diagrama de cuerpo libre de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo
La fuerza que el plano ejerce sobre el bloque.
Para complementar la información ver el siguiente link.
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