Dinámica

Preuniversitario Innova
Física Plan Común
Profesores: V. Betanzo
E. León
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DINÁMICA I

TEMAS
1. Leyes de Newton
2. Diagrama de cuerpo libre (DCL)
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1. Leyes de Newton
En 1586, Sir Isaac Newton formuló las tres leyes sobre la dinámica que permiten determinar cómo será el movimiento a partir de las causas que lo originaron.
Primera Leyde Newton (Ley de Inercia)
Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que un agente externo (fuerza neta sobre él) lo saque de ese estado.
De esto se desprende la condición de equilibrio de traslación: Si la suma de las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo es cero, el cuerpo está en reposo o tiene movimiento uniforme y rectilíneo.Matemáticamente se tiene:
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Segunda Ley de Newton (Ley fundamental de la dinámica)
Si sobre un cuerpo actúa una fuerza neta, éste adquiere una aceleración que es directamente proporcional a dicha fuerza neta e inversamente proporcional a su masa.La fórmula que relaciona lo mencionado en la segunda ley de Newton se escribe de la siguiente manera:
1. 1 –
→ →
F = m · a

Donde:→
F = Fuerza neta
m = Fuerza inercial
→
a = Aceleración
Las unidades más utilizadas para medir la Fuerza, según los sistemas de unidades son los siguientes:
▪ En el sistema internacional (S.I.) se utiliza: Newton = (kg ·m/s2)
▪ En el sistema cegesimal (CGS) se utiliza: INA = (g ·cm/s2)
Los dos sistemas se relacionan mediante la siguiente equivalencia
1 Newton=105 dinas
TerceraLey de Newton (Principio de acción y reacción)
Si un cuerpo A está ejerciendo una fuerza sobre un cuerpo B, entonces el cuerpo B ejerce una fuerza de igual módulo y dirección; pero de sentido opuesto sobre el cuerpo A.
Una de las fuerzas se llama de acción y la otra, de reacción. Ambas fuerzas son parte de una sola interacción y ninguna de las dos existe sin la otra. Es decir, en toda interacciónlas fuerzas se dan por pares. Por ejemplo, la hélice del bote interactúa con el agua empujándola hacia atrás, y el agua impulsa la hélice (que está unida con el bote) hacia delante, con esto el bote se mueve en el agua.
Aunque ambas fuerzas tienen igual intensidad y son opuestas en sentido, no se anulan debido a que se ejercen sobre cuerpos distintos.
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2. Diagrama de cuerpo libre(DCL)
Corresponde a la representación gráfica de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo en estudio. Este diagrama es una herramienta en la que se analiza el cuerpo como elemento dinámicamente aislado. Para resolver problemas utilizando DCL, se deben seguir los siguientes pasos:
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1. Se plantea una hipótesis de movimiento, es decir, verificar el tipo de movimiento del cuerpo; si se mueveacelerando, con velocidad constante o está en reposo.

2. Dibujar las fuerzas sobre cada cuerpo (DCL), manteniendo su dirección y sentido original.

3. Asignar el sistema de ejes coordenados. Se sugiere ubicar el eje x en el plano del movimiento y obviamente el eje y perpendicular al eje x.
4. Plantear [pic]para cada eje, es decir, se plantea la segunda Ley de Newton tanto para las fuerzasverticales como para las fuerzas horizontales, por separado. Resolver ecuaciones e interpretar resultados.
La fuerza peso
Es una fuerza dirigida hacia el centro de la Tierra, pues corresponde a la fuerza con que ésta atrae a los cuerpos hacia su centro.
Se debe tener en cuenta la diferencia que existe entre masa y peso.
• La masa es la medida de cuánta materia hay en un cuerpo.
• El peso es lamedida de qué tanta fuerza ejerce la gravedad sobre un cuerpo.
• La fuerza peso siempre está dirigida hacia el suelo, cuya ecuación es [pic]
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Descomposición de la fuerza peso
Si el cuerpo está en un plano inclinado, la fuerza peso se descompone en:
Px = mg sen θ
Py = mg cos θ
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Es decir, la fuerza peso, al encontrarse en un plano inclinado, le corresponde un poco de...