Física

APUNTES PARA FÍSICA II


UNIDAD I (DINÁMICA)

1.1) INTRODUCCIÓN A LA DINÁMICA.
1.2) 1ª LEY DE NEWTON DEL MOVIMIENTO.

Dinámica.- Es la subdivisión de la mecánica clásica que estudia las causas que provocan el movimiento de los objetos.

Primera ley de Newton del movimiento (o ley de la inercia).- Si el vector velocidad de un objeto es constante, entonces la rapidez y la trayectoriason constantes:


[pic]

y en este caso el objeto presenta un movimiento rectilíneo uniforme (MRU) y como la velocidad no cambia, su aceleración es igual a cero.

En la práctica se observa que si se tiene un objeto en movimiento, y sobre de éste no actúa ninguna fuerza neta o resultante, entonces este objeto se mueve por sí mismo con un MRU y la suma de fuerzas que actúan sobre de él esigual a cero.

Otro caso en el cual la fuerza neta o resultante que actúa sobre un objeto es cero, ocurre cuando el objeto se encuentra en reposo, y su aceleración también es igual a cero.

Al reposo y al movimiento rectilíneo uniforme se les conoce como estados inerciales de la materia, y los objetos tienen la tendencia a permanecer en alguno de estos estados inerciales, a menos que se lesobligue a cambiar dichos estados por medio de una fuerza no balanceada.

Resumiendo lo anterior de tiene que “un objeto permanecerá en reposo o con movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se le aplique una fuerza no balanceada”. Este hecho se conoce como la primera ley de Newton del movimiento o ley de la inercia.

Inercia.- Es la propiedad de los objetos, debido a su masa, que les obliga apermanecer en reposo o con movimiento rectilíneo uniforme.


1.3) 2ª LEY DE NEWTON DEL MOVIMIENTO.

Cuando una fuerza neta o resultante actúa sobre un objeto, el vector velocidad de éste se modifica de alguna forma, ya sea cambiándole su magnitud, la dirección o el sentido, y cualquier cambio que experimente el objeto en su velocidad se conoce como aceleración.

Experimentalmente se encuentraque al aplicarle una fuerza neta a un objeto, este se acelera siendo esta aceleración directamente proporcional a la magnitud de la fuerza neta aplicada, si la masa del objeto permanece constante:

[pic]

y si la fuerza neta aplicada permanece constante y se modifica la masa del objeto, la aceleración producida es directamente proporcional al recíproco de la masa:

[pic]

De losresultados anteriores se tiene:

F = ma ---------------- (1)

[pic]-------------(2)

De (1) y (2) se deduce lo siguiente:


|F = ma |

F = magnitud de la fuerza neta o resultante sobre el sistema
m = masa total del sistema
a = magnitud de la aceleración del sistema


Este resultado se conoce como: segunda ley de Newton del movimiento, y es válidasiempre que los efectos relativistas que afectan a la masa en movimiento no sean significativos.


1.4) 3ª LEY DE NEWTON DEL MOVIMIENTO.

Si un objeto (A) interactúa con otro (B), aplicándole una fuerza, entonces el segundo objeto (B) “reacciona” devolviéndole al primero una fuerza. Estas fuerzas se conocen como fuerza de acción y fuerza de reacción y tienen la misma magnitud y direcciónpero sentidos contrarios, siempre existen por parejas y obran sobre objetos diferentes. A lo anterior se le conoce como tercera ley de Newton o ley de acción y reacción:


[pic]


a = acción
r = reacción




[pic]


Fuerza.- Es una cantidad física de tipo vectorial pues tiene magnitud, dirección, sentido y punto de aplicación,además la fuerza es aquello capaz de modificar los estados inerciales de la materia (reposo y MRU) produciéndole una aceleración a los objetos sobre los cuales actúa y siempre existe debido a la interacción con otro objeto.

Existen cuatro tipos de fuerzas básicas en la naturaleza, las cuales son, en orden de intensidad creciente:

a) Fuerza gravitacional ( es acumulativa y de alcance...