Dinamica

4. Dinámica

4. DINÁMICA
Hasta aquí analizamos el movimiento sin preocuparnos por sus causas. Estudiaremos ahora las
causas y el tipo de movimiento a que dan lugar. Es intuitivo que para poner en movimiento un
objeto (o para detenerlo si se mueve) hace falta ejercer una fuerza, lo que lleva a pensar que los
cambios del estado de movimiento se deben a fuerzas que actúan sobre el móvil. Como todoobjeto se puede analizar como un conjunto de puntos materiales (en número suficiente)
consideraremos por ahora objetos puntiformes; oportunamente veremos como se generalizan los
conceptos que introduciremos a casos más complicados.
Sistemas inerciales y Principio de Inercia
El movimiento aparece en forma diferente a distintos observadores1. Por lo tanto al discutir la
Dinámica debemos elegir unsistema de referencia oportuno. Ahora bien, la experiencia indica
que hay una clase de referenciales llamados inerciales en los que un objeto libre de fuerzas
queda en reposo o se mueve con movimiento rectilíneo y uniforme. No todo sistema de
referencia es inercial: un referencial acelerado no lo es pues al discutir el movimiento relativo
vimos que en un sistema cuya aceleración es a los objetosestán sometidos a una aceleración −a ,
de modo que un objeto en reposo se pone en movimiento aunque no actúen fuerzas sobre él. Un
sistema rotante tampoco es inercial ya que los cuerpos están sometidos a la aceleración
centrífuga y la aceleración de Coriolis. La existencia de sistemas inerciales se infiere (pero no se
demuestra) de las experiencias de Galileo, que observó que el movimiento uniforme yel reposo
no necesitan causa. Si lanzamos una bocha sobre una superficie plana y horizontal se moverá en
línea recta y luego de recorrer cierta distancia se detendrá. Si la superficie es rugosa la distancia
es modesta porque la fricción frena la bocha. Cuanto más pulida es la superficie menor es el roce
y mayor la distancia recorrida. Si el objeto se desplaza sobre un colchón de aire (lo que seconsigue con dispositivos adecuados) el roce es insignificante y el movimiento es rectilíneo y
uniforme con excelente aproximación. De esto se infiere que en el caso ideal que no hubiera
rozamiento el movimiento de la bocha sería exactamente rectilíneo y uniforme2. La conclusión
de lo dicho es que en un sistema inercial los cuerpos tienden a mantener su estado de reposo o de
movimiento rectilíneouniforme. Esta tendencia es una propiedad de los objetos materiales y se
llama inercia. Es por la inercia que cuando vamos en un automóvil que frena bruscamente
somos despedidos hacia adelante (es decir tendemos a mantener el estado de movimiento que
teníamos). La generalización de estas observaciones lleva a postular una ley o principio
fundamental de la Dinámica de validez universal:
I Ley:
En unsistema de referencia inercial, cuando no actúan fuerzas sobre un punto material,
éste mantiene su estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme.
Este postulado recibe el nombre de Primera Ley (o Principio) de la Dinámica, Primera Ley (o
Principio) de Newton y Ley (o Principio) de Inercia.
1

Recordar el caso de un movimiento rectilíneo visto por un observador en reposo y por un observadoren rotación.

2

La Tierra no es un sistema inercial y aún eliminando el rozamiento el movimiento de la bocha no será rectilíneo y

uniforme debido a la aceleración de Coriolis y a la componente horizontal de la aceleración centrífuga. Luego las
experiencias que se acaban de describir se tendrían que hacer en un laboratorio ideal que esté en reposo.

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4. Dinámica
Fuerzas y Segundo PrincipioLa noción de fuerza viene de la experiencia del esfuerzo muscular que se ejerce para desplazar
objetos, levantarlos, etc. (Fig. 4.1). Un resorte ejerce una fuerza que se opone a que se lo estire,
por eso se tiene que realizar un esfuerzo para estirarlo. Todo objeto tiene peso: por eso tenemos
que hacer un esfuerzo para levantarlo.

A
FR

GI

L

F
P
(a)

(b)

Fig. 4.1. Fuerzas: (a) para estirar...