DINÁMICA

La dinámica tiene por objeto estudiar el movimiento de un cuerpo, relacionándolo con las causas que lo generan.

1.    Fuerzas

Una fuerza es la interacción del cuerpo que está siendo analizado junto a otros cuerpos que lo rodean.

Naturaleza de las fuerzas

La fuerza mide el grado de interacción entre 2 cuerpos. La interacción puede ser de diversas formas: a distancia, por contacto, nuclear, etc.

Tipos de fuerzas

Fuerza Gravitacional: Es la atracción que ejercen 2 cuerpos entre sí.                                                Fuerza Electromagnética: Producida por un cuerpo cargado eléctricamente, ya sea que esté en reposo o en movimiento.

Fuerza Nuclear Fuerte: Responsable de mantener los protones y neutrones unidos en el núcleo atómico.                                                        

Fuerza Nuclear Débil: Esta fuerza al igual que la anterior no cumple una ley establecida. Se encuentra en el fenómeno físico de la radiación.

En casi toda actividad se puede advertir la presencia de fuerzas, de las cuales son analizadas en la Dinámica.

Peso: Es la fuerza con que la tierra atrae a todos los cuerpos, está dirigida hacia el centro del planeta, en virtud de lo cual un observador en la superficie de la Tierra, el peso es una fuerza vertical dirigida hacia abajo (perpendicular a la horizontal).

Masa (m): Es la cantidad de materia que forma un cuerpo, la cual es constante y no presenta variación alguna de un lugar a otro.

Aceleración de la gravedad (g): No es la misma en todos los lugares del mundo; hay pequeñas variaciones de un lugar a otro, razón por la cual el peso de un cuerpo varía de acuerdo con el lugar.

Normal: Es la fuerza generada cuando 2 cuerpos están en contacto. Tiene una dirección perpendicular a las superficies en contacto.

Fuerza de rozamiento: Es la fuerza que se genera cuando 2 cuerpos están en contacto y uno se mueve con relación al otro. Tiene una dirección tangente a las superficies en contacto y su sentido sobre cada cuerpo es el opuesto al movimiento relativo o a su tendencia en relación con el otro.

Fuerza elástica: Restituye al cuerpo sus condiciones iniciales tras la deformación. La fuerza elástica y la deformación tienen sentidos opuestos.

Tensión de una cuerda: La cuerda es un elemento flexible que sirve para transmitir la acción de una fuerza aplicada. En condiciones ideales la fuerza que se transmite es la misma en cualquier sección de la cuerda. Las cuerdas siempre transmiten fuerzas de tensión (tracción) sobre el cuerpo al cual están unidas.

2.    Leyes de Newton

Las características del movimiento de una partícula están determinadas por las características de la fuerza neta o resultante que actúa sobre ella, y su interrelación esta descrita por las leyes del movimiento de Newton.

Primera ley de Newton: Ley de la inercia o Ley de la estática.

Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de MRU, a menos que se le obligue a cambiar ese estado por medio de fuerzas que actúan sobre él. 

Segunda ley de Newton: Ley de la Dinámica o Ley de la fuerza.

La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza Neta que actúa sobre él, e inversamente proporcional al valor de su masa.

Tercera ley de Newton: Ley de Acción y reacción.

 Cuando dos cuerpos interactúan, la fuerza que el primero ejerce sobre el segundo (acción), es igual a la que se ejerce sobre el primero (reacción) en módulo y dirección, pero en sentido opuesto.

3.    Fuerzas que actúan en el Movimiento Circular

Fuerza Tangencial: Es la componente de la fuerza neta en la dirección tangencial que determina que la velocidad cambie módulo.

Fuerza Centrípeta: Es la componente de la fuerza neta en la dirección central que determina que la velocidad cambie dirección.

Fuerza Axial: En la dirección perpendicular al plano del movimiento, la fuerza neta es nula.

ü Velocidad Crítica: Es la mínima velocidad que debe tener un cuerpo para que se complete su trayectoria.

ü Velocidad Mínima: El cuerpo se desliza lateralmente hacia abajo.

ü Velocidad Máxima: El cuerpo se desliza lateralmente hacia arriba.

ü Velocidad Óptima: Velocidad del cuerpo en la curva para que no tienda a deslizarse lateralmente.

4.    Equilibrio de un Sólido

Cuando se trata de un sólido, la condición de equilibrio determinada para una partícula, resulta insuficiente, puesto que la fuerza neta aplicada al sólido podría ser nula y, sin embargo, el cuerpo podría rotar.

Torque o momento de una fuerza: Mide la tendencia de un sólido de un sistema a rotar alrededor de un punto o un eje, bajo la acción de la fuerza.

Reacciones en los apoyos:

ü Contacto: se generan dos reacciones, la Normal y la fuerza de rozamiento (estática).

ü Rodillo: Solo transmite una fuerza en dirección perpendicular a las superficies de contacto.

ü Pasador: Se genera únicamente una fuerza en el mismo plano de las fuerzas aplicadas. Se descompone en las direcciones horizontal y vertical

ü Empotramiento: Impide la rotación de un cuerpo, lo que significa que puede comunicarle un torque.