Mecánica Clásica

Dinámica de una partícula
Partícula, masa y fuerza
Partícula
Si observas atentamente el movimiento de un cuerpo, como el de una pelota de beisbol, verás que ésta gira sobre su propio eje mientras se desplaza. De igual manera, al observar el movimiento de la caída de de una hoja que fue arrancada de un árbol por el viento, veremos que la hoja gira y se enrosca mientras se desliza hacia laizquierda y hacia la derecha como flotando, durante su descenso. La descripción de este tipo de movimiento es muy complicado. Un cuerpo también puede vibrar durante su movimiento. Esto hace evidente la variedad y complejidad del movimiento de los cuerpos. Las complicaciones pueden evitarse si se considera a los cuerpos como partículas. Una partícula es un cuerpo de dimensiones muy pequeñas que tienemasa. En los esquemas puede representarse por un punto
Un cuerpo puede ser representado como una partícula cuando:
1.- Sus dimensiones sean muy pequeñas en comparación con la distancia recorrida. El movimiento de la tierra alrededor del sol puede considerarse como el movimiento de una partícula.
2.- Su movimiento sea de translación, es decir, cuando cada segmento del cuerpo se mantenga paraleloa sí mismo durante su movimiento


Masa
Cuando empujamos un baúl sentimos que éste se opone a iniciar su movimiento; de la misma manera, si se intenta cambiar la velocidad de un auto, éste se opondrá también a dicho cambio. La resistencia que, en general, presentan los objetos a cambiar su estado de movimiento o de reposo recibe el nombre de inercia. Está es una propiedad de los objetos, setrata de una medida de la respuesta de un objeto a una fuerza externa. Si a un baúl vacío se le aplica una fuerza, éste adquirirá una fuerza una determinada aceleración, pero si el baúl se llena con piezas de acero, se requerirá aplicarle una fuerza mayor para darle la misma aceleración; por tanto el baúl vacío tiene menos inercia que el baúl con piezas de acero.
La masa inercial o simplementemasa es una medida de su inercia; es decir, cuanto mayor sea la inercia de un cuerpo mayor será su masa. La masa de un cuerpo es una constante característica del mismo, ya que no se altera si cambia su temperatura, forma o estado. Es una magnitud escalar que obedece las reglas de la aritmética y que no depende del método usado para medirlo.
La unidad de masa en el SI es el kilogramo. Sin embargo enlos países de habla inglesa se utiliza el slug cuya equivalencia con el kilogramo es la siguiente:
1 slug = 14.59 kg
En la mecánica clásica de Newton, la masa de un cuerpo posee dos importantes propiedades:
1.- La masa es una magnitud aditiva, es decir, la masa de un cuerpo compuesto es igual a la suma de las masas de cada componente aislado.
2.- La masa de un cuerpo es una magnitud constantey no depende del movimiento de esté.

Fuerza
Aunque las fuerzas no son visibles, sí podemos observar los efectos que producen. Por ejemplo, cuando al jalar un extremo de una liga y mantener el otro fijo, se le causa una deformación. Asimismo, al empujar una caja en reposo, se le provoca un movimiento. A veces una fuerza puede provocar en un cuerpo tanto una deformación como un cambio en suestado de movimiento.
A pesar de la gran variedad de fuerzas que existen en la naturaleza se ha encontrado a partir de la experiencia cotidiana que todas tienen las siguientes propiedades:
1.- Las fuerzas se caracterizan por su magnitud, su dirección, su sentido y punto de aplicación. Por ejemplo, cuando aplicas una fuerza al embolo de una jeringa, éste saldrá o se introducirá en ella, dependiendodel sentido de la fuerza. Debido a esta característica las fuerzas se pueden representar por vectores.
2.- Las fuerzas ocurren en parejas. Si un objeto A ejerce una fuerza sobre un objeto B, también B ejerce una fuerza sobre A (fuerza de reacción).
3.- Una fuerza sobre un cuerpo puede deformarlo. Por ejemplo, cuando aprietas un trozo de plastilina, ésta se deforma bajo la acción de la fuerza...