Dinámica del movimiento

1. DEFINICIONES IMPORTANTES

Para comprender más fácilmente la dinámica, es importante primero conocer ciertos conceptos que tienen relevancia en el mundo de la física. Es importante, por ejemplo, conocer qué es una fuerza y poder identificarla. Del mismo modo es importante poder distinguir entre masa y peso, y saber qué son; porque necesitaremos este conocimiento para entender temas queveremos más adelante, por ejemplo, la segunda ley del movimiento de Newton.

1.1. Masa

El concepto de masa fue utilizado por Newton como un sinónimo de cantidad de materia. De otra forma más precisa, se podría decir que la masa de un objeto es una medida de la inercia. La masa en sí, da a un cuerpo su inercia; mientras más masa tenga un objeto, más fuerza se necesitará para poder cambiarsu estado de movimiento.

Es importante notar que la masa es una propiedad inherente de un cuerpo en particular. Esto quiere decir que la masa de un objeto es exactamente igual tanto en la superficie de la tierra como en el espacio exterior.

Esto puede ayudar a entender mejor la diferencia entre masa y peso. Por ejemplo, el peso de un objeto podrá cambiar sobre la superficie dela luna, pero su masa será siempre la misma.

La masa puede medirse, y en el SI (Sistema Internacional de Unidades), la unidad estándar de masa es el kilogramo (kg). Es importante recalcar que existe una diferencia entre masa y peso, la cual se explicará a continuación.

1.2. Peso

El peso de un objeto representa una fuerza, por tanto, este es un vector. Por otro lado, la masa de unobjeto es una cantidad escalar. Como el peso es una fuerza, su unidad de medida en el SI, es el newton.

Es importante notar que el peso de un objeto actúa verticalmente hacia abajo, dirigido hacia el centro de la Tierra, ya que la Tierra es lo que ejerce la fuerza gravitacional sobre el objeto. Puede decirse que la fuerza gravitacional es igual al peso. Para poder definir el peso en unaecuación podemos utilizar la segunda ley del movimiento de Newton, que será explicada más adelante. Como la gravedad es una aceleración podemos utilizar este dato en la ecuación de la segunda ley. Es importante saber que la aceleración de la gravedad es 9.8 m/s2.
De esta forma, el peso quedaría definido de la siguiente manera:

W = mg

En esta ecuación, W es el peso, m es la masa y ges la gravedad.

1.3. Fuerza

Se puede definir una fuerza como algo capaz de cambiar el estado de movimiento de un objeto, la experimentamos como un tipo de empujón o jalón. Las fuerzas pueden producir cambios en un movimiento, por ejemplo, una fuerza puede poner en movimiento a un objeto que se encuentra en reposo. Una fuerza también puede disminuir o aumentar la rapidez del movimientodel objeto, incluso cambiar la dirección del movimiento.

Dicho de otra forma, una fuerza es capaz de producir un cambio en la velocidad, es decir, produce una aceleración. Varias fuerzas pueden actuar sobre un objeto, cuando esto ocurre, a la suma de todas las fuerzas se le llama fuerza neta. La fuerza neta es cero cuando fuerzas iguales de igual magnitud actúan en direcciones opuestas. Atales fuerzas se les llama fuerzas equilibradas. A una fuerza neta que no es cero se le llama fuerza no equilibrada. La unidad estándar de medida de fuerza es el newton (N).

2. PRIMERA LEY DE NEWTON SOBRE EL MOVIMIENTO

La primera ley del movimiento con frecuencia es llamada también la ley de la inercia. Esta ley tiene sus bases en los estudios llevados a cabo por Galileo. Esta leyresume la siguiente observación:

“Todo cuerpo permanece en su estado de reposo, o de movimiento uniforme en una línea recta, a menos que se vea forzado al cambio debido a fuerzas que se le apliquen.”

La primera ley de Newton contiene dos afirmaciones separadas. La primera afirmación argumenta que un cuerpo u objeto en reposo permanecerá en reposo a menos que sea empujado o jalado,...