DINÁMICA DE LA PARTÍCULA

DEFINICIÓN DE DINÁMICA Y CINEMÁTICA Dinámica: Estudio del movimiento de un objeto, y de las relaciones de este movimiento con conceptos físicos tales como la fuerza y la masa. En otras palabras, estudio del movimiento atendiendo a las causas que lo producen. Cinemática: Estudio del movimiento, usando los conceptos de espacio y tiempo, sin tener en cuenta las causas que lo producen.

FUERZA Una fuerza es toda causa capaz de deformar un cuerpo o modificar su estado de reposo o movimiento. Las fuerzas son magnitudes vectoriales y su unidad en el S.I. es el newton, N. Punto de aplicación magnitud dirección sentido Toda fuerza tiene un agente específico e identificable, que puede ser animado o inanimado. Por ejemplo el agente de la fuerza de gravedad es la Tierra

CARÁCTERÍSTICAS DE UNA FUERZA Punto de aplicación.— Es el lugar concreto sobre el cual actúa la fuerza. En el se comienza a dibujar el vector que representa la fuerza. Punto de aplicación magnitud dirección sentido Magnitud o intensidad.— Indica el valor numérico de la fuerza en newtons. Se corresponde con la longitud del vector. Dirección.— Es la recta a lo largo de la cual se aplica la fuerza. La línea sobre la que se dibuja el vector. Sentido.— Con la misma dirección, una fuerza puede tener dos sentidos opuestos. Se indica con la punta de la flecha del vector.

TIPOS DE FUERZAS Fuerzas electromagnéticas de atracción o repulsión entre partículas cargadas en reposo o en movimiento Fuerzas nucleares intensas entre partículas subatómicas, responsable de la existencia del núcleo atómico asegura la cohesión interna de los constituyentes del núcleo atómico Fuerzas nucleares débiles de corto alcance, rige algunos procesos radiactivos, establece la estabilidad de algunos núcleos Fuerza de atracción gravitacional entre cuerpos debido a sus masas

LEYES DE NEWTON PRIMERA LEY DE NEWTON PRINCIPIO DE LA INERCIa Todo cuerpo continua en su estado de reposo o se mueve con movimiento rectilíneo uniforme si sobre él no actúa ninguna fuerza o si la resultante de todas las fuerzas (fuerza neta) que actúan sobre él es nula.

SEGUNDA LEY DE NEWTON Cuando la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo no es cero, el cuerpo se mueve con una aceleración en la dirección de la fuerza. Experimentalmente se demuestra que para una masa fija, si aumenta el valor de la fuerza, su aceleración aumenta proporcionalmente; F resultante = m a F = m a La Segunda Ley de Newton es una expresión vectorial y equivale a tres ecuaciones escalares, una en cada dirección x, y y z, ∑ F x = ma x, ∑ F y = ma y, ∑ F z = ma z.

TERCERA LEYE DE NEWTON Cuando dos cuerpos interaccionan, el primero ejerce una fuerza sobre el segundo y éste ejerce una fuerza sobre el primero; estas dos fuerzas tienen la misma dirección, la misma magnitud y sentido contrario. F´ F F’ F PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓN

CONSECUENCIAS DE LAS LEYES DE NEWTON INERCIA.— Es una propiedad que tienen los cuerpos de oponerse a cualquier cambio en su estado de reposo o movimiento La medida cuantitativa de la inercia de un cuerpo es la MASA INERCIAL NEWTON.—Es la fuerza que actuando sobre un kilogramo de masa le produce una aceleración de 1 m/s 2 Isaac Newton 1N = 1kg x 1m/s 2 PESO.—Es la fuerza con que la Tierra atrae a los cuerpos Es una magnitud vectorial cuyo módulo es: La dirección es vertical; el sentido, hacia abajo y el punto de aplicación se llama centro de masas o de gravedad. |P | = m |g | P P

Al aplicar las leyes de Newton se deben identificar todas las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo y dibujar un diagrama de cuerpo libre. Un diagrama de cuerpo libre es un esquema donde se muestra el cuerpo aislado o un punto que lo representa, en el que se dibujan todas las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo. Diagrama de Cuerpo Libre

Consideremos este balde muy pesado que es elevado por medio de una soga con velocidad creciente desde un punto inicial hasta un punto final. sistema punto inicial punto final

FUERZA RESULTANTE La fuerza resultante, R, es una sola fuerza que tiene el mismo efecto que si todas las que actúan sobre el cuerpo interviniesen a la vez. COMPOSICIÓN DE FUERZAS Composición de dos fuerzas. Regla del paralelogramo 1. Representa las dos fuerzas con el mismo punto de aplicación. 2. Construye un paralelogramo trazando paralelas a cada fuerza desde el extremo de la otra. 3. Une el punto de aplicación con el vértice opuesto del paralelogramo. Esa es la fuerza resultante. R F 1 F 2 Paralela a F 2 1

FUERZA NORMAL Es siempre perpendicular a la superficie de apoyo. F N P |F| =|N| |N| = |P| P x y PyPy PxPx y a P x se le llama componente tangencial del peso y a P y componente normal del peso. Se representa por N En el S.I. se mide en N Es una fuerza que aparece siempre que un cuerpo está apoyado sobre una superficie; esta fuerza evita que la superficie se deforme.

FUERZA DE ROZAMIENTO Se representa por F R y es una fuerza que actúa en sentido opuesto al movimiento y se produce como consecuencia de la fricción que tiene lugar entre la superficie del móvil y la superficie sobe la que este se mueve, o bien del medio (gas o líquido) que atraviesa R La irregularidad de la superficie produce la fuerza de roce.

La fuerza de roce estático, FE FE ≤µEN Cuando el bloque está apunto de moverse, la fuerza de roce estático es máxima, FEmáx, lo mismo que el coeficiente de roce es máximo, µEmáx, entonces: FEmáx =µEmaxN

FUERZA CENTRÍPETA Una partícula que se mueve sobre una trayectoria circular de radio R con rapidez constante, se encuentra sometida a una aceleración radial de magnitud v2/R. Por la segunda ley de Newton, sobre la partícula actúa una fuerza en la dirección de a, hacia el centro de la circunferencia, cuya magnitud es: Por ser proporcional a la aceleración centrípeta, la fuerza Fc se llama fuerza centrípeta. Su efecto es cambiar la dirección de la velocidad de un cuerpo.