Dinamica

DINAMICA

Dinámica.

“Es la ciencia que estudia el movimiento de un cuerpo, pero atendiendo a las causas que los producen, es decir, las fuerzas”. “Parte de la mecanica que analiza los movimientos, estudiando las relaciones entre causas y efectos.”



Conceptos Básicos - Fuerza

¿Qué es una “fuerza?” Una fuerza produce el movimiento de una masa (esta se acelera).

Pregunta: ¿Quéfuerza experimentamos todos los días?

Respuesta: La fuerza de gravedad.

Cuando otro cuerpo ejerce una acción sobre éste, entonces se produce una variación de velocidad

r ∆v

Para que esta variación se produczca, necesariamente debe haber interacción entre los dos cuerpos.

(C) DFIMA - UPCH, 2000

La medida de esta interacción entre dos cuerpos se denomina FUERZA. Es una magnitudvectorial, pues requiere para su completa definición no solamente indicar la magnitud sino la dirección y sentido en que actúa.

(C) DFIMA - UPCH, 2000

Fuerza
“Es toda acción capaz de cambiar el estado de reposo o de movimiento, o de producir en él alguna deformación”. • Agente físico que produce deformaciones (efecto estático) y/o aceleraciones (efecto dinamico).

•Fuerza •Cualquier acciónque produce, o tiende a producir, aceleración del cuerpo sobre el que actúa. Las fuerzas sólo se pueden medir por sus efectos, es decir, desplazamiento o deformación. •La fuerza se define como la capacidad de contraer los músculos con diferentes grados de tensión c/s desplazamiento de una masa.

Carácter vectorial de las fuerzas.
→
La fuerza F es una magnitud vectorial ya que posee además deun valor concreto (módulo) una dirección y un sentido determinados. Por tanto puede expresarse como: → → → → F = Fx· i + Fy· j + Fz· k


Medida de las fuerzas. Unidades.
•La unidad de medida de las fuerzas en el Sistema Internacional es el Newton (N) que es la fuerza aplicada a 1kg de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2. • m N = Kg · ——2 s

•Otra unidad de fuerza muy usada esel kilogramo-fuerza kilogramo(kg-f) (normalmente llamado “kilo”). kg• 1 kg-f = 9,8 N


CONCEPTOS PREVIOS

Sistemas de referencia
• Inerciales El origen (observador) está en Inerciales: reposo o MRU.
– Son aplicables las leyes de Newton. – Las aceleraciones son producidas por fuerzas debidas a la interacción entre cuerpos (contacto o a distancia).

• No inerciales El origen (observador)lleva inerciales: una determinada aceleración.
– No son aplicables las leyes de Newton.

Sistema de referencia Inercial
• Sistema de referencia donde es válido el Princípio de Inercia • No dede poseer aceleracion • En caso que el sistema de referencia sea noinercial, se debe incluir en el analisis del movimento una fuerza relativa a la inercia del cuerpo

Sistemas no inerciales
• No sonaplicables las leyes de Newton. • Se introducen las llamadas fuerzas de inercia Finercia (virtuales) que no son el resultado de la interacción entre cuerpos sino un artificio matemático para poder aplicar las leyes de Newton. (Fi = – m· a ) • Cuando el sistema se encuentra en equilibrio se cumple el principio de D’Alembert: Σ Freales + Finercia = 0

Viaje en autobús
• Al arrancar conaceleración “a”, la persona se siente impulsada hacia atrás: • Sist. Inercial: (fuera del autobús)
– No existe fuerza y por tanto tampoco “a” (nadie le empuja, permanece quieto por inercia).

• Sist. No inercial: (dentro del autobús)
– Como experimenta el viajero una aceleración “–a” (hacia atrás) deberá existir una fuerza Fi = – m · a

Dentro de un ascensor
• Sea un cuerpo de masa m suspendido deltecho por una báscula. Al subir el ascensor con aceleración a, el objeto marca en la báscula una fuerza superior a su peso: • Sist. Inercial: (fuera del ascensor) – No existe equilibrio puesto que el objeto acelera con a luego T + P = m · a (T– m· g = m· a) T = m · (g + a) (T es la fuerza que marca la báscula) • Sist. No inercial: (dentro del ascensor) – Hay equilibrio. Se aplica el principio de...