Fisica

FÍSICA

MECÁNICA

TEXTO Nº 5

DINÁMICA Y ESTÁTICA
DE LA PARTÍCULA

Conceptos Básicos
Ejercicios Resueltos
Ejercicios Propuestos

Edicta Arriagada D. Victor Peralta A
Diciembre 2008
Sede Maipú, Santiago de Chile

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Introducción
Este material ha sido construido pensando en el estudiante de nivel técnico de
las carreras de INACAP. El objetivo principal de este trabajo es que el alumno
adquiera ydesarrolle la técnica para resolver problemas diversos de la unidad de
Dinámica y estática de la partícula. En lo particular pretende que el alumno logre
el aprendizaje indicado en los criterios de evaluación (referidos al cálculo de
variables) del programa de la asignatura.
El desarrollo de los contenidos ha sido elaborado utilizando un lenguaje simple
que permita la comprensión de los conceptosinvolucrados en la resolución de
problemas. Se presenta una síntesis inmediata de los conceptos fundamentales
de la dinámica y estática de la partícula, seguida de ejemplos y problemas
resueltos que presentan un procedimiento de solución sistemático que va desde
un nivel elemental hasta situaciones más complejas, esto, sin saltar los pasos
algebraicos que tanto complican al alumno, se finaliza conproblemas propuestos
incluyendo sus respectivas soluciones.

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DINÁMICA Y ESTÁTICA
La dinámica y estática son dos ramas de la física mecánica, la dinámica
estudia las fuerzas como causa del movimiento de los cuerpos y la estática
estudia las fuerzas en equilibrio, es decir los efectos causados por fuerzas que
actúan sobre un cuerpo se neutralizan entre sí.
La fuerza es una magnitud vectorial quese define como la causante del
movimiento de los cuerpos, de las aceleraciones y retardaciones, de los cambios
de dirección, de la deformación y por último de la ruptura de los cuerpos.
Como toda magnitud vectorial, la fuerza se representa gráficamente por un
vector, y en el se debe distinguir; punto de aplicación, magnitud, dirección y
sentido.

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FÍSICA

MECÁNICA

RINCIPIOS DE NEWTONPrincipio de inercia
“Todo cuerpo permanece en su estado de
movimiento a no ser que un agente exterior lo
obligue a modificar dicho estado”. Es decir, si un
cuerpo está en reposo, continuará en reposo
indefinidamente y si está en movimiento, continuará
con movimiento rectilíneo y uniforme.

Principio de masa
“Si sobre un cuerpo de masa m actúa una fuerza
F , este adquiere una aceleración a cuya magnitudes proporcional a la magnitud de la fuerza, e
inversamente proporcional a la masa del cuerpo”,
este principio matemáticamente se expresa por:

r
r
F = m⋅a

o

F= m ⋅ a

Cuando sobre un cuerpo actúan varias fuerzas, entonces la fuerza resultante
queda determinada por la suma vectorial de diferentes fuerzas, es decir:

r
F=

n

r

∑F
i =1

i

r
r
r
= F1 + F2 + ......... + Fn

Por lo tanto elprincipio se expresa por:

r
r
Fi = m ⋅ a
∑
n

i =1

r
Siendo a la aceleración resultante.

Principio de acción y reacción
“A toda acción (fuerza), se le opone otra igual en
magnitud y dirección pero de sentido contrario
llamada reacción”, Debe dejarse en claro que acción
y reacción no actúan en el mismo cuerpo.

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MECÁNICA

Se recuerda que las unidades de medición de fuerza fueron estudiadas en elcapitulo Nº 1.

FÍSICA

Diferencia entre masa y peso
Masa y peso no son el mismo concepto. Para nuestros fines de estudio
práctico, la masa de un cuerpo se puede definir como una magnitud escalar,
siempre positiva, correspondiente a una cantidad de materia constante que
matemáticamente equivale al producto entre el volumen y la densidad del
cuerpo, es decir:

m = V ⋅ρ

Donde
M = masa
V = volumen
ρ =densidad

El peso en cambio es una fuerza, en particular, es la fuerza con que la tierra
atrae a los cuerpos que están en su campo gravitatorio. Como el peso es una
fuerza entonces cumple con la segunda ley de Newton, es decir el peso de un
cuerpo corresponde al producto entre su masa y la aceleración, en este caso
corresponde a la aceleración de gravedad g y por lo tanto se tiene que:

y

Peso...