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5: DINÁMICA

5.1 INTRODUCCIÓN
En dinámica estudiamos la relación entre el movimiento y las causas que lo producen. Las leyes de Newton nos ayudan a comprender que el movimiento de un cuerpo es el resultado de sus interacciones con los cuerpos que lo rodean; estas interacciones se describen convenientemente por medio de fuerzas.

5.2 LEYES DE LA DINAMICA DE NEWTON
Las leyesde Newton establecen la relación entre el movimiento y las fuerzas que lo producen. Estas leyes se cumplen en sistemas de referencia inerciales. Un sistema inercial es aquél que no está acelerado.
PRIMERA LEY O LEY DE INERCIA
“Todo cuerpo permanece en reposo o se mueve con movimiento rectilíneo uniforme mientras no exista una fuerza resultante diferente de cero que haga variar eseestado”.
SEGUNDA LEY O LEY DE LA ACELERACIÓN

“La aceleración, a, qué adquiere un cuerpo de masa m, es directamente proporcional a la fuerza resultante , F, que actúa sobre el cuerpo e inversamente proporcional a su masa”

Expresado matemáticamente:
a = F / m (5.1)
note qué, el vector a tiene igual dirección y sentido que el vector F. En las aplicacionesprácticas, generalmente usamos:

F = m a (5.2)

TERCERA LEY O LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN
“Cuando dos cuerpos interactúan, la fuerza sobre el primero es de igual módulo y dirección, pero en sentido opuesto, a la fuerza sobre el segundo” esto es:
F1 = -F2 (5.3)

5.3 CONCEPTO DE FUERZA:
Al formular las leyes deNewton aceptamos intuitivamente a una fuerza como una magnitud vectorial. Tal intuición se debe a la imagen sensorial que la vida diaria nos presenta (Una cuerda tira de un bloque, un futbolista patea una pelota , una mano empujando una puerta, etc.). Sin embargo la tierra ejerce una fuerza sobre la luna y ellas nunca están en contacto.
Si hacemos uso de la definición de aceleración:F = m a =m((v / (t) (5.4)
Definiendo el momento lineal, p, de una partícula como el producto de su masa, m, por su velocidad, v:
p = m v, (5.5)
Donde p se expresa en el SI en K g m/s, reemplazando (5.5) en (5.4), encontramos:
F = [pic](5.6)
Así la ec. (5.6) nos indica que, una fuerza es el cambio del momentum lineal de una partícula, con respecto al tiempo, debido a su interacción con otra u otras partículas
Expresada así, vemos que una fuerza es un concepto matemático adecuado para describir la interacción entre dos o, más partículas, ya seaque se encuentren en “contacto” o no.
En el SÏ, la unidad de fuerza es 1 Newton (1 N). Un Newton es la fuerza que le imprime a la masa de 1 Kg. una aceleración de 1ms-2(ec. 5.2).

5.4 INTERACCIONES Y FUERZAS:
Existen cuatro clases de interacciones: gravitacional, electromagnética, fuerte y electro-débil. Sin embargo, en las aplicaciones de nuestro interés, las interacciones queencontraremos serán gravitacionales y/o electromagnéticas.
A continuación describimos algunas fuerzas asociadas a las interacciones de nuestro interés.

PESO (W)
El peso es la fuerza atractiva que ejerce la tierra sobre un cuerpo, debido a su interacción gravitacional. Matemáticamente se define así
w = m g,
Donde m, es la masa del cuerpo y g, la aceleración debido al campogravitacional terrestre. Esta fuerza está dirigida hacia el centro de la tierra .En las proximidades de la superficie Terrestre g = 9,81 m/s2. El punto de aplicación del peso es el centro de gravedad del cuerpo.

FUERZAS DE “CONTACTO” ( FCON)
Son fuerzas que se ejercen entre si los cuerpos en contacto. Son fuerzas asociadas a las interacciones electromagnéticas entre moléculas...