Fisica Mecanica

Dinámica
Introducción a la Mecánica

Nelson Zamorano Hole

Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
Universidad de Chile

IV

´
Indice general
IV.DINAMICA
IV.1. LEYES DE NEWTON, LA SINTESIS FINAL . .
IV.1.1. Dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IV.2. APLICACIONES DE LAS LEYES DE NEWTON:
IV.2.1. Diagrama de cuerpo libre . . . . . . . . . .
IV.3. SISTEMAS INERCIALES .. . . . . . . . . . . . .
IV.4. EJEMPLOS DE DINAMICA . . . . . . . . . . . .
IV.5. FRICCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IV.6. EJERCICIOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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ESTATICA
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. 189

Cap´
ıtulo IV

DINAMICA
A modo de introducci´n, se incluye un p´rrafo que aparece en el libro de ejercicios
o
a
num´ricos de f´
e
ısica de C. W. Misner y P. J. Cooney1 :
El ´rea de f´
a
ısica que desarrolla un vocabulario para describir el movimiento
se llama cinem´tica. ...Un vuelco sensacional en este problema, (del moa
vimiento de los cuerpos) que culmin´ con los trabajos de Galileo y Newton,
o
fue el descubrimiento que ni la posici´n x ni la velocidad v ten´ causas
o
ıan
inmediatas, en contraste con la aceleraci´n, que s´ las pose´ Este resultado
o
ı
ıa.
fue –y a´n es– dif´ de aceptar, porque la gente estudiosa de estas materias
u
ıcil
hab´ logradoobtener gran parte de su informaci´n a trav´s de la observaci´n,
ıa
o
e
o
a simple vista. El ojo es muy sensitivo a la velocidad pero a menudo ignora
la aceleraci´n, en consecuencia encontramos dif´ de aceptar que las leyes
o
ıcil
fundamentales de f´
ısica no consideren la velocidad.
Nuestro sentidos t´ctiles (tacto y equilibrio) nos proporcionan la ayuda esena
cial que necesitamos paraestudiar la aceleraci´n, la segunda derivada de
o
x(t).
La aceleraci´n es central en las Leyes de Newton que dejamos establecidas en la siguiente
o
secci´n.
o

IV.1.

LEYES DE NEWTON, LA SINTESIS FINAL

La aparici´n de las tres leyes de movimiento y la ley de gravitaci´n universal, todas
o
o
descubiertas por Isaac Newton, constituy´ la culminaci´n de una serie de logros alcano
ozados durante los siglos XVI y XVII. Entre ellos se destacan: las leyes de Kepler en el
1

Spreadsheet Physics, C. W. Misner y P. J. Cooney, Addison Wesley Publishig Company

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CAP´
ITULO IV. DINAMICA

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campo de la astronom´ las ideas de Galileo y su descripci´n del movimiento de los cuerıa,
o
pos, el progreso logrado por Descartes en geometr´ anal´
ıa
ıtica, Huygens y sulibro acerca
de la luz, el perfeccionamiento del reloj de p´ndulo... Estos y muchos otros, hicieron del
e
siglo XVI y XVII un per´
ıodo brillante en el desarrollo de la humanidad. Todo sucedi´ en
o
el lapso de tiempo comprendido entre dos generaciones: la de Galileo y Newton. Este
ultimo naci´ el mismo a˜o de la muerte de Galileo, en 1642.
´
o
n
La revoluci´n que produjo la publicaci´nde su libro “Principia” (1687) que conten´
o
o
ıa
sus leyes m´s famosas, no puede ser considerada como la obra de un s´lo hombre, sino
a
o
el broche genial que coron´ el esfuerzo de quienes lo precedieron.
o
Las leyes de Newton desenmascaran el origen de la aceleraci´n.
o
PRIMERA LEY

Cada cuerpo material persiste en su estado de reposo o de
movimiento uniforme, solamente si la sumade las fuerzas
externas que act´an sobre ´l, se anulan entre s´
u
e
ı.
Esta es la ley de inercia. Es la definici´n de un sistema inercial. Por ejemplo, si en
o
un cierto sistema de referencia un objeto que inicialmente estaba en reposo permanece
en reposo, entonces este sistema constituye un sistema de referencia inercial.
Hist´ricamente ´sta fue una de las afirmaciones m´s dif´
o
e
a...