T02 Dinamica

Tema 2. DINÁMICA
Física, J.W. Kane, M. M. Sternheim, Reverté, 1989

Tema 2

Dinámica

Las leyes de Newton del movimiento
Movimiento circular
TS 5.8 Efectos fisiológicos de la aceleración

Caps. 3 y 5
Cap. 3, pp44-69
Cap. 5, pp96-107
Cap. 5, pp 121-122

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2.1 INTRODUCCIÓN
La mecánica se divide en cinemática y dinámica. La primera describe el movimiento de
los cuerpos en dos y tres dimensiones,pero no explica cuáles son las causas de dicho
movimiento
¿Por qué se necesita una distancia más grande para detener un barco en
movimiento?¿Por qué es más difícil controlar un coche sobre hielo que sobre suelo
seco?
Los conceptos cinemáticos de desplazamiento, velocidad y aceleración, junto con los
conceptos de fuerza y masa, permiten analizar los principios de la dinámica, que se resumen
en lasleyes de Newton.
El problema central puede plantearse de la siguiente manera: (1) Dada una partícula cuyas
características conocemos, (2) se coloca con una velocidad inicial en un medio ambiente del
que tenemos una descripción completa, (3) problema: ¿Cuál será el movimiento de dicha
partícula?
FORMA DE RESOLVERLO
8Introduciremos el concepto de fuerza y la definiremos en términos de la aceleraciónque experimenta el cuerpo.
8Desarrollaremos un procedimiento para asignar una aceleración en un cuerpo, de forma
que podamos entender el hecho de que diferentes partículas de la misma clase puedan
estar sujetas a distintas aceleraciones en el mismo medio.
8Trataremos de encontrar la manera de calcular las fuerzas que actúan sobre las
partículas a partir de las propiedades de cada una de ellas ydel medio que las rodea; es
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decir, buscaremos las leyes que rigen dichas fuerzas.

2.2 LEYES DE NEWTON

Las leyes de Newton no son producto de deducciones matemáticas, sino una
descripción matemática a partir de la observación de experimentos con cuerpos
en movimiento. Estas leyes son fundamentales porque no pueden deducirse ni
demostrarse a partir de otros principios. Y su importancia radica enque permite
entender la mayor parte de los movimientos comunes: son la base de la
mecánica clásica o mecánica newtoniana. Sin embargo estas leyes no son
universales, en el sentido de que requieren modificaciones a velocidades muy
altas (cercanas a la velocidad de la luz) y para tamaños muy pequeños (del
orden del átomo).
Fue Sir Isaac Newton (1642-1727) el primero en enunciar estas leyes,publicándolas en 1687 en su Principa Matematica Philosophie Naturalie. Se
puede decir que con esta publicación nace la ciencia física.

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2.2.1 ENUNCIADO DE LAS LEYES DE NEWTON

Primera ley
Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme a
menos que se le obligue a variar dicho estado mediante fuerzas que actúen sobre él.

Segunda ley
La aceleración de un cuerpo tienela misma dirección que la fuerza neta que actúa
sobre él (suma vectorial de todas las fuerzas que actúan) y es proporcional a dicha
fuerza neta.
G

G
F=ma

Tercera ley
A toda acción se le opone siempre una reacción igual. Las reacciones mutuas entre dos
cuerpos son fuerzas de la misma intensidad. Sus direcciones se dirigen siempre en
sentidos opuestos, a lo largo de la línea que une ambos cuerpos,considerados como
partículas materiales.
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2.2.2 COMENTARIOS A LA PRIMERA LEY DE NEWTON (I)
Consecuencias de la primera Ley:
• Los objetos no pueden cambiar por sí solos su estado de movimiento
• Para que se originen cambios en el estado de movimiento, se necesitan al menos dos cuerpos
que interactúen.
Sin la acción de las fuerzas no pueden existir aceleraciones. En esta ley residen dosconceptos fundamentales de la mecánica:

Definición cualitativa de fuerza: agente capaz de modificar el
estado de movimiento de una partícula material.
El reposo (v = 0 ) y el movimiento rectilíneo uniforme (v = cte) son
dos estados enteramente equivalentes para una partícula material.
Estos estados cinemáticos definen el sistema de referencia inercial.
Establece la definición de masa inercial,...