Dinámica

I. Movimiento de translación de
una partícula
Fenomenología
La dinámica estudia la causa del
movimiento
Hechos observacionales
  El movimiento de un cuerpo es el resultado de
  su interacción con otros.
  La masa inercial de un cuerpo es una propiedad
  que determina cómo cambia su velocidad al
  interaccionar con otros cuerpos.
  La interacción afecta por igual a los dos
  cuerpos ( acción-reacción)
Las Leyes de Newton
   •I Ley : Ley de inercia
      Todo cuerpo permanece en su estado de
      reposo o movimiento uniforme a menos
      que sobre él actúe una fuerza externa.
   •II Ley : Definición de fuerza
      La fuerza es igual a la masa por la
      aceleración producida en el cuerpo.
   •III Ley : Ley de acción-reacción
      Por cada acción hay una reacción igual y
      de signo opuesto.
I. Ley de Inercia y
conservación del momento lineal
  Sistema de referencia inercial : conjunto de
  coordenadas que se mueve a velocidad constante.
  Ley de conservación del momento lineal : si la fuerza
  total que actúa sobre un cuerpo en nula, su momento
  lineal se conserva.
                                  r dp  r
                     r       r
                     p   = mv    F =
                                       dt
                     r         r
                     F   = 0 ⇒ p = cte

  Una partícula libre se mueve con velocidad
  constante.
II. Ley: Fuerza y Masa.
Masa : propiedad intrínseca de un cuerpo que
mide su resistencia a la aceleración.            r
                                             r dp    r
   Posibilidad de definir una masa patrón.   F=    =ma
   La unidad de masa es el kg.                  dt
La fuerza es un vector proporcional a la
aceleración que produce en un cuerpo.
  1 Newton (N)      : es la fuerza necesaria para producir
  una aceleración de 1m/s2 en un cuerpo de 1 kg.
III. Ley de acción y reacción
 Fuerza = interacción entre dos objetos : Dos
 objetos que interaccionan ejercen fuerzas entre sí.
 Si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B,
 entonces B ejerce sobre A una fuerza de igual
 magnitud y dirección opuesta. FA + FB = 0
Fuerzas fundamentales de la
            naturaleza (1)
Fuerza          Actúa sobre Alcance
                               (acción a
                               distancia)
Gravitatoria     Cuerpos con   largo
                 masa
Electromagnética Partículas    largo
                 cargadas
Fuerza débil     Casi todas    Corto
                 las           (interior
                 partículas    nucleón)
Fuerza fuerte   quarks         Corto
                               ( interior
                               núcleo)
Fuerzas fundamentales de la
         naturaleza (2)
La fuerza gravitatoria hace
que los planetas giren en torno
a una estrella o que los objetos
caigan.



                 La fuerza electromagnética
                 mantiene cohesionados átomos,
                 moléculas y sistemas
                 macroscópicos.


                                   La fuerza débil es la responsable
                                   de la transformación de unas partículas
                                   en otras (ej: protón en neutrón).

                 La fuerza fuerte mantiene
                 unido al núcleo atómico.
Fuerzas de contacto.
        Son de origen electromagnético debidas a
        interacciones entre las moléculas de cada objeto.
1. Objetos deslizándose sobre superficies

  Fuerza Normal : fuerza perpendicular a una
  superficie que se opone a su deformación.


 Fuerza de rozamiento: fuerza paralela a una
 superficie que se opone al movimiento de un
 cuerpo sobre ella.
Fuerzas de contacto.
  También son de origen electromagnético las fuerzas que cohesionan las
  moléculas de sólidos, líquidos o gases. Se tienen expresiones para
  velocidades y desplazamientos pequeños.                         F = −κη v + mg
2. Fuerzas de fricción en fluidos                                  mg      − t
                                                                                κη
                                                                v=    1 − e m 
 Ley de Stokes : Los fluidos ( líquidos o gases)                   κη 
                                                                      
                                                                               
                                                                               
 también se oponen al movimiento de los cuerpos a
 su través                                Velocidad
                                F = −κηv         del objeto
      Coeficiente de fricción
             del objeto         Viscosidad del fluido


3. Fuerzas elásticas

  Ley de Hooke : Un muelle ( o cuerda elástica)
  se opone a su deformación.
                                        F = −k x
                   Constante elástica
                    del muelle
                                           Desplazamiento            x = A cos(ω t + δ )
                                                                    ϖ = km

Dinamica

  • 1.
    Dinámica I. Movimiento detranslación de una partícula
  • 2.
    Fenomenología La dinámica estudiala causa del movimiento Hechos observacionales El movimiento de un cuerpo es el resultado de su interacción con otros. La masa inercial de un cuerpo es una propiedad que determina cómo cambia su velocidad al interaccionar con otros cuerpos. La interacción afecta por igual a los dos cuerpos ( acción-reacción)
  • 3.
    Las Leyes deNewton •I Ley : Ley de inercia Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o movimiento uniforme a menos que sobre él actúe una fuerza externa. •II Ley : Definición de fuerza La fuerza es igual a la masa por la aceleración producida en el cuerpo. •III Ley : Ley de acción-reacción Por cada acción hay una reacción igual y de signo opuesto.
  • 4.
    I. Ley deInercia y conservación del momento lineal Sistema de referencia inercial : conjunto de coordenadas que se mueve a velocidad constante. Ley de conservación del momento lineal : si la fuerza total que actúa sobre un cuerpo en nula, su momento lineal se conserva. r dp r r r p = mv F = dt r r F = 0 ⇒ p = cte Una partícula libre se mueve con velocidad constante.
  • 5.
    II. Ley: Fuerzay Masa. Masa : propiedad intrínseca de un cuerpo que mide su resistencia a la aceleración. r r dp r Posibilidad de definir una masa patrón. F= =ma La unidad de masa es el kg. dt La fuerza es un vector proporcional a la aceleración que produce en un cuerpo. 1 Newton (N) : es la fuerza necesaria para producir una aceleración de 1m/s2 en un cuerpo de 1 kg.
  • 6.
    III. Ley deacción y reacción Fuerza = interacción entre dos objetos : Dos objetos que interaccionan ejercen fuerzas entre sí. Si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, entonces B ejerce sobre A una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta. FA + FB = 0
  • 7.
    Fuerzas fundamentales dela naturaleza (1) Fuerza Actúa sobre Alcance (acción a distancia) Gravitatoria Cuerpos con largo masa Electromagnética Partículas largo cargadas Fuerza débil Casi todas Corto las (interior partículas nucleón) Fuerza fuerte quarks Corto ( interior núcleo)
  • 8.
    Fuerzas fundamentales dela naturaleza (2) La fuerza gravitatoria hace que los planetas giren en torno a una estrella o que los objetos caigan. La fuerza electromagnética mantiene cohesionados átomos, moléculas y sistemas macroscópicos. La fuerza débil es la responsable de la transformación de unas partículas en otras (ej: protón en neutrón). La fuerza fuerte mantiene unido al núcleo atómico.
  • 9.
    Fuerzas de contacto. Son de origen electromagnético debidas a interacciones entre las moléculas de cada objeto. 1. Objetos deslizándose sobre superficies Fuerza Normal : fuerza perpendicular a una superficie que se opone a su deformación. Fuerza de rozamiento: fuerza paralela a una superficie que se opone al movimiento de un cuerpo sobre ella.
  • 10.
    Fuerzas de contacto. También son de origen electromagnético las fuerzas que cohesionan las moléculas de sólidos, líquidos o gases. Se tienen expresiones para velocidades y desplazamientos pequeños. F = −κη v + mg 2. Fuerzas de fricción en fluidos mg  − t κη v= 1 − e m  Ley de Stokes : Los fluidos ( líquidos o gases) κη     también se oponen al movimiento de los cuerpos a su través Velocidad F = −κηv del objeto Coeficiente de fricción del objeto Viscosidad del fluido 3. Fuerzas elásticas Ley de Hooke : Un muelle ( o cuerda elástica) se opone a su deformación. F = −k x Constante elástica del muelle Desplazamiento x = A cos(ω t + δ ) ϖ = km