Este documento resume conceptos clave de dinámica y equilibrio estático. Explica que la dinámica estudia las relaciones entre las causas del movimiento y las propiedades del movimiento resultante, según las leyes de Newton. También define equilibrio estático como cuando la fuerza neta sobre un objeto es igual a cero, tanto para fuerzas de traslación como de torsión. Finalmente, resume las tres leyes de Newton que explican el movimiento de los cuerpos.

1. DINÁMICA
Y
EQUILIBRIO ESTÁTICO
Valeria Rivas
CI 26.371.061
Escuela : 45

2. DINÁMICA
La dinámica es la parte de la mecánica que estudia
las relaciones entre las causas que originan los
movimientos y las propiedades de los movimientos
originados. Siendo las Leyes de Newton las que
explican los principios básicos del movimiento de los
cuerpos, según la mecánica clásica.

3. DINÁMICA DE UNA
PARTICULA
Aunque en principio, la dinámica trata de cualquier
sistema, formado por un número arbitrario de partículas,
interactuando entre sí y con el fuerzas externas. Para el
estudio de estas interacciones se considera a una sola
partícula o punto material como un cuerpo sin
dimensiones y con una masa finita.

4. EQUILIBRIO ESTÁTICO
La definición de equilibrio estático más habitual utiliza la
fuerza neta y dice que un objeto está en equilibrio estático
cuándo la suma de las fuerzas que actúan sobre él (fuerza
neta o resultante) es igual a cero. Se tienen en cuenta tanto
las fuerzas de traslación como las fuerzas de torsión y por
tanto un objeto está en equilibrio estático si está en equilibrio
traslacional y en equilibrio rotacional.

5. FUERZAEn física, la fuerza es una magnitud vectorial que mide la razón de
cambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de
partículas. Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz
de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales.
No deben confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.
En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de la
fuerza es el newton que se representa con el símbolo N, nombrada
así en reconocimiento a Isaac Newton por sus aportes a la física,
especialmente a la mecánica clásica. El newton se define como la
fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1 m/s² a un
objeto de 1 kg de masa.

6. TIPOS DE FUERZA
✓ FUERZA NORMAL ( N ) : La fuerza normal es un tipo de fuerza de contacto
ejercida por una superficie sobre un objeto. Esta actúa perpendicular y hacia
afuera de la superficie.
✓ FUERZA DE ROCE O DE FRICCIÓN ( Fr ) : La fuerza de roce o de fricción es
una fuerza que surge por el contacto de dos cuerpos y que se opone al
movimiento. Se determina mediante la ecuación Fr=μ⋅N
Donde : μ es el coeficiente de rozamiento o de fricción
El rozamiento se debe a las imperfecciones y rugosidades, principalmente
microscópicas, que existen en las superficies de los cuerpos. Al ponerse en contacto,
estas rugosidades se enganchan unas con otras dificultando el movimiento. Para
minimizar el efecto del rozamiento o bien se pulen las superficies o bien, se lubrican,
ya que el aceite rellena las imperfecciones, evitando que estas se enganchen.

7. ✓ PESO (P) : El peso de un objeto se define como la fuerza de la gravedad sobre
el objeto y se puede calcular como el producto de la masa por la aceleración de
gravedad , es decir P = m.g
✓ FUERZA DE TENSIÓN (T) : Se conoce como fuerza de tensión a la fuerza que,
aplicada a un cuerpo elástico, tiende a producirle una tensión; este último
concepto posee diversas definiciones, que dependen de la rama del
conocimiento desde la cual se analice. Las cuerdas, por ejemplo, permiten
transmitir fuerzas de un cuerpo a otro. Cuando en los extremos de una cuerda
se aplican dos fuerzas iguales y contrarias, la cuerda se pone tensa. Las fuerzas
de tensión son, en definitiva, cada una de estas fuerzas que soporta la cuerda
sin romperse.

8. DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE
(D.C.L)
Un diagrama de cuerpo libre es una representación gráfica utilizada a
menudo para analizar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo libre.

9. LEYES DE NEWTON
Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del
movimiento de Newton , son tres principios a partir de los cuales,
se explican una gran parte de los problemas planteados en
mecánica clásica, en particular aquellos relativos al movimiento de
los cuerpos, que revolucionaron los conceptos básicos de la física
y el movimiento de los cuerpos en el universo. Constituyen los
cimientos no solo de la dinámica sino también de la física clásica
en general.

10. 1era. Ley de Newton : Ley de la inercia
La 1era. Ley de Newton contradice un principio formulado en la antigüedad por el sabio
griego Aristóteles, para quien un cuerpo solo podía conservar su movimiento si se le
aplicaba una fuerza sostenida. Newton establece en cambio que:
“Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a
no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él”
Por ende, un objeto que se desplaza o que está en reposo no puede alterar dicho
estado, a menos que se le aplique algún tipo de fuerza.
Según este principio, el movimiento involucra magnitudes que son vectoriales (dotadas
de dirección y sentido). Es posible calcular la aceleración a partir de la velocidad inicial
y la final. Además, propone que los cuerpos en movimiento tienden siempre al
desplazamiento en una trayectoria recta y uniforme.

11. 2DA. LEY DE NEWTON : LEY FUNDAMENTAL DE LA
DINÁMICA
La 2da. Ley de Newton relaciona fuerza, masa y aceleración. En esta Ley Newton define el
concepto de fuerza (F), expresando que:
“El cambio de un movimiento es directamente proporcional a la fuerza impresa en él y tiene
lugar según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime”
Esto quiere decir que la aceleración de un objeto en movimiento responde siempre a la
cantidad de fuerza que se le aplique en un momento dado, para modificar su trayectoria o
velocidad. De estas consideraciones nace la ecuación fundamental de la dinámica para
objetos de masa constante : F=m.a
Lo que se interpreta como : Una fuerza neta que actúa sobre un cuerpo de masa constante ,
le proporciona una aceleración determinada.

12. 3ERA. LEY DE NEWTON : PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓN
Según la 3era. Ley de Newton :
“A toda acción le corresponde una reacción igual pero en sentido contrario: lo que quiere
decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido
opuesto”
De esta manera, siempre que se ejerce una fuerza sobre un objeto, éste ejerce una fuerza
semejante en dirección contraria y de igual intensidad, por lo que si dos objetos interactúan entre si ,
la fuerza ejercida por uno de ellos sobre el otro será igual en magnitud a la ejercida por el otro sobre
el primero, pero de signo opuesto.
Es decir: F12 = -F21 , a la primera fuerza se le conocerá como “acción” y a la segunda fuerza como
“reacción”.

13. Ejemplos de leyes de newton
✓ 1era. Ley
➢ Un conductor de un automóvil frena de manera
brusca y, por inercia, sale disparado hacia
adelante.
➢ Una piedra en el suelo se encuentra en estado
de reposo.
➢ Una bicicleta guardada hace cinco años en un
desván sale de su estado de inercia cuando un
niño se decide a usarla.
➢ Un maratonista sigue corriendo varios metros
más allá de la línea de llegada debido a la inercia
de su carrera.
✓ 2da. Ley
➢ Una señora enseña a andar en bicicleta a dos
niños: uno de 4 años y otro de 10 años, para que
lleguen al mismo lugar, deberá ejercer más
fuerza al empujar al niño de 10 años pues su
peso es mayor.
➢ Un auto necesita cierta cantidad de caballos de
fuerza para poder circular en la carretera.
➢ Empujar un auto averiado entre más personas
hará que el auto se mueva a mayor velocidad.
✓ 3era. Ley
➢ Si una bola de billar golpea a otra, la segunda se
desplazará con la misma fuerza con la que se
desplaza la primera.
➢ Un niño quiere dar un salto para treparse a un
árbol (reacción), debe empujar el suelo para
impulsarse (acción).
➢ Un hombre desinfla un globo; la fuerza con la
que sale el aire hace que el globo se mueva de
un lado hacia otro.

14. CUERPO RIGÍDO
Un cuerpo rígido se define como aquel que no sufre
deformaciones por esfuerzo de fuerzas externas, es decir, un
sistema de partículas cuyas posiciones relativas no cambian. Sin
embargo, las estructuras y máquinas reales nunca son
absolutamente rígidas y se deforman bajo la acción de cargas
que actúan sobre ellas. Un cuerpo rígido es una idealización, que
se emplea para efectos de estudios de Cinemática, ya que esta
rama de la Mecánica, únicamente estudia los objetos y no las
fuerzas exteriores que actúan sobre ellos.

15. MOMENTO DE
TORSIÓN
De forma simple se puede decir que el
momento de torsión de una fuerza con
respecto a un punto determinado representa
la capacidad de una fuerza o conjunto de
fuerzas para modificar la rotación de dicho
cuerpo alrededor de un eje que pasa por
dicho punto.

16. CENTRO DE MASA
El centro de masas de un sistema discreto o continuo
es el punto geométrico que dinámicamente se
comporta como si en él estuviera aplicada la resultante
de las fuerzas externas al sistema. El centro de masa
de un cuerpo se localiza en aquel punto en el cual para
cualquier plano que pasa por él los momentos de las
masas a un lado del plano son iguales a los momentos
de las masas del otro lado.

17. CONDICIONES NECESARIAS PARA
EL EQUILIBRIO TOTAL
Para que un cuerpo este en equilibrio total , deben cumplirse 2 condiciones :
• La suma de todas las fuerzas que actúen sobre el cuerpo deben ser
iguales a cero ∑F=0
Esta condición refleja el equilibrio de traslación. La aceleración lineal del
centro de masas del objeto debe anularse cuando se observa desde un
sistema de referencia inercial.
• La suma de todos los momentos de torsión deben ser igual a cero ∑M=0
Esta condición refleja el equilibrio de rotación. La aceleración angular con
respecto a cualquier eje debe anulase.