Dinamica

Páginas: 69 (17037 palabras) Publicado: 11 de junio de 2012
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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 . 143 . 147 . 148 . 148 . 152 . 155 . 176 . 189

. . . . . . . . . . . . . . . . ´ ESTATICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .. . . . . . . .

. . . . . . . .

141

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 loscuerpos) 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´ logrado obtener gran parte de su informaci´n a trav´s de la observaci´n, ıa o e o a simplevista. 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 para estudiar la aceleraci´n, la segunda derivada de o x(t). La aceleraci´n es central en las Leyesde 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 o zados durante los siglos XVI y XVII. Entre ellos se destacan: las leyes de Kepler en el
1

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

143

144

CAP´ ITULO IV. DINAMICA

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 su libro acerca de la luz, el perfeccionamiento del reloj de p´ndulo... Estos y muchos otros, hicieron del e sigloXVI 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´n de su libro “Principia” (1687) que conten´ o o ıa sus leyes m´s famosas, no puede ser considerada como la obra de un s´lohombre, 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 suma de 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 sistemainercial. 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 ıciles de sostener. Es una abierta contradicci´n a la f´ o ısica Aristot´lica que postulaba que la fuerza (o acci´n ejercie o da por un agente...
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