Dinamica de una particula

26 de octubre del 2011
Mecánica clásica.Dinámica de una partícula. Unidad lll


Introducción.

El presente ensayo trata los temas pertenecientes a la tercera unidad del programa de la materia mecánica clásica para ingeniería en logística denominada “Dinámica de una partícula”. Los puntos a desarrollar son los siguientes:
1 Concepto de partícula, masa y fuerza.
2 Leyes de Newton.
3Fricción.
4 Momento angular.
5 Fuerzas centrales.
Los anteriores conceptos describirán la razón por la cual las partículas se mueven de la manera en que lo hacen desde el punto de vista del conocimiento básico de la naturaleza así como también desde el de la ingeniería y sus aplicaciones prácticas.
Se pretende desarrollar el concepto de partícula, masa y fuerza los cuales son aspectosfundamentales para la comprensión y aplicación de las leyes de Newton, así como también se describirá el término de fricción y momento angular, con la finalidad de comprender lo que sucede, cuando estas ocurren durante el movimiento de un cuerpo o partícula, utilizando correctamente los conceptos y modelos matemáticos para aplicarlos de manera científica.

Concepto de partícula, masa y fuerza.Partícula: es una idealización física en la que se considera el cuerpo en estudio como si fuese puntal, es decir carente de dimensiones, cualquiera que sea su tamaño, dependiendo tan solo del contexto del problema a tratar.
El paradigma de esta idealización es considerar cuerpos de gran tamaño, como los planetas, como si fuesen masas puntuales o partículas, a los efectos de aplicar las leyes de laGravitación Universal.
Desde un punto de vista cinématico, el único tipo de movimiento de una partícula es el movimiento de traslación, ya que al carecer de dimensiones no puede poseer rotaciones intrínsecas o movimiento de rotación.
Existen en física otras abstracciones de sistemas en estudio como los sistemas de partículas y los sólidos rígidos entre otros.

Masa: La masa es la magnitud física quepermite expresar la cantidad de materia que contiene un cuerpo. En el Sistema Internacional, su unidad es el kilogramo (kg.). La noción de masa surge a partir de la relación de dos leyes: la ley de gravitación universal y el segundo principio de Newton. Según la gravitación universal, la atracción entre dos cuerpos es proporcional al producto de dos constantes, denominadas masa gravitatoria, porlo que la masa gravitatoria es una propiedad de la materia en virtud de la cual dos cuerpos se atraen.Para el segundo principio de Newton, la fuerza aplicada sobre un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración que sufre. De acuerdo a la Organización Internacional de Metrología Legal, la masa convencional de un cuerpo es igual a la masa de un patrón de densidad igual a 8000 kg/m3, queequilibra en el aire a dicho cuerpo en condiciones convencionalmente escogidas (temperatura del aire igual a 20 ºC y densidad del aire igual a 0,0012 g/cm3).
Fuerza: es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas se habla de interacción). Según una definición clásica, fuerza es todoagente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.
En el Sistema Internacional de Unidades, la fuerza se mide en newtons (N).
Leyes de Newton.

Isaac Newton, científico inglés (1643 – 1727), estableció que todo movimiento se encuentra regido por tres leyes.
Según la primera ley de Newton,si no existen fuerzas externas que actúen sobre un cuerpo, éste permanecerá en reposo o se moverá con una velocidad constante en línea recta. El movimiento termina cuando fuerzas externas de fricción actúan sobre la superficie del cuerpo hasta que se detiene. Por esta razón el movimiento de un objeto que resbala por una superficie de hielo dura más tiempo que por una superficie de cemento,...