Dinamica

DINAMICA

Traslación de cuerpo rígido
El cuerpo rígido
El cuerpo rígido es un caso especial de un sistema de partículas. Es un cuerpo ideal en el cual las partículas que lo componen no modifican su posición relativa entre ellas, cualquiera sea la fuerza o torque a la que esté sometido. Es decir, ninguna fuerza y/o torque que “actúe” sobre el sólido rígido será capaz de modificar la distanciaque guarda cada una de las partículas que componen al sólido con todas las demás. Esta es su característica distintiva. Comenzaremos por estudiar la cinemática del sólido rígido.
Traslación pura
El cuerpo rígido puede tener un movimiento de traslación pura; en este tipo de movimiento, las velocidades de cada una de las partículas que componen al sólido, en cada instante de tiempo, son iguales(tener presente que la velocidad es un vector; esto implica que el módulo, la dirección y el sentido de la velocidad son iguales para todas las partículas en un instante dado). En general, el movimiento del sólido será curvilíneo y, por lo tanto, tendrá componentes de aceleración tangencial y normal.
Rotación pura
Si el único movimiento del cuerpo rígido es de rotación alrededor de un eje,decimos que el movimiento es de rotación pura; en este caso, las trayectorias de todas las partículas del sólido son circunferencias concéntricas; la velocidad de cada partícula tendrá la dirección y sentido del versor tangente a la circunferencia en cada instante de tiempo. Asimismo, las velocidades de las distintas partículas que integran el sólido no serán las mismas; la única velocidad común serála velocidad angular del cuerpo.

Las leyes de Newton para el movimiento de los cuerpos han sido formuladas de una gran variedad de formas. Para nuestro propósito, las expresamos como sigue:
Una partícula bajo el efecto de un sistema de fuerzas equilibradas tiene aceleración nula.
Una partícula bajo el efecto de un sistema de fuerzas no equilibradas tiene una aceleración directamenteproporcional a la resultante del sistema de fuerzas y paralela a ella.
Las fuerzas de acción y de reacción entre dos partículas son siempre iguales y de direcciones contrarias.
Peso en término de la segunda ley de newton
Peso de un cuerpo. El peso de un cuerpo es la fuerza de atracción gravitacional ejercida sobre el cuerpo por la Tierra y depende de su posición respecto al centro de la Tierra. Masade un cuerpo. La masa M de un cuerpo es la cantidad de materia que contiene y es independiente del lugar donde se encuentre; también se le conoce como masa inercial ya que representa la inercia de un cuerpo, es decir la resistencia de un cuerpo al cambio en su movimiento. A la razón entre el peso P de un cuerpo y la constante gravitacional g: , se le conoce como masa gravitacional M. Pero como elpeso y la constante gravitacional varían de acuerdo a su posición con respecto al centro de la Tierra, no se ha podido demostrar ninguna diferencia entre la masa gravitacional y la masa inercial, por lo que se tomarán indistintamente.
Fuerza de fricción

La fuerza de fricción se da a partir del contacto entre dos cuerpos. En realidad, éste efecto siempre está presente en el movimiento de uncuerpo debido a que siempre se desplaza haciendo contacto con otro (el aire en la mayoría de los casos); en algunos casos, éste efecto es muy pequeño y es una buena aproximación despreciar su valor, pero en otros, es necesario tomar en cuenta ésta fuerza, debido a que determina el valor del movimiento.
Ésta es una ecuación escalar y válida solo para las magnitudes de las componentes de la fuerza decontacto.
El tipo de fricción que actúa cuando un cuerpo se desliza sobre una superficie es la fuerza de fricción cinética, Ffk (*). Ésta fuerza es proporcional a la normal: Ffk α N.
La constante de proporcionalidad para la relación anterior recibe el nombre de coeficiente de fricción cinética µk y su valor depende de la superficie: mientras más lisa (como el lago congelado del ejemplo de la...