El documento describe los principios fundamentales de la dinámica, incluyendo el principio de inercia de Galileo, los tres principios de Newton y su aplicación a diferentes situaciones como el movimiento circular, planetario y caída libre. También explica el principio de acción y reacción según el cual a toda fuerza de acción se opone otra fuerza de igual magnitud y sentido opuesto.

1. Tema 4
DINÁMICA

2. 1. El principio de inercia
 Experimento de Galileo: Galileo ideó
experiencias para estudiar el movimiento
de los cuerpos
 A: la bola adquiere una velocidad cada
vez mayor (movimiento acelerado)
impulsada por la fuerza de su peso.
 B: la bola disminuye su velocidad hasta
pararse inducido por su peso (movimiento
retardado)
 C: si la dejamos rodar por un plano
horizontal y liso, su movimiento sería
uniforme (no se detendría jamás)

3. Tras la serie de experiencias anteriores, Galileo llegó a la
conclusión que denominó PRINCIPIO DE INERCIA:
 “Si algo se mueve, sin que nada lo toque y sin perturbación
alguna, se moverá eternamente siguiendo , a velocidad uniforme,
una línea recta y uniforme”
 Este principio contradice las antiguas ideas de Aristóteles, según
las cuales no puede movimiento sin fuerza que lo mantenga.
 En el año 1642, el mismo en el que muere Galileo, nace Isaac
Newton que retomó la tarea de relacionar las fuerzas y los
movimientos, que expresó de forma brillante en tres principios
denominados PRINCIPIOS DE LA DINÁMICA o también LEYES
DE NEWTON.

4. 2. Primer principio de la dinámica
 Se refiere al principio de inercia de Galileo, que Newton enuncia:
Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza, y estaba en reposo,
seguirá así, y si estaba en movimiento se mantendrá así, con
movimiento uniforme.
 Decir que no actúa ninguna fuerza es lo mismo que decir que la
suma de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo es nula.
 
Σ F = 0 → v = cons tan te

5. Importancia de las fuerzas de rozamiento
 En el entorno en que vivimos
todo cuanto se mueve está
sometido a causas que
dificultan su desplazamiento:
las fuerzas de rozamiento.
 Las fuerzas de rozamiento
son de naturaleza
electromagnética.
 Cuanto más lisa y pulida esté
una superficie menor será la
fuerza de rozamiento. Sin
rozamiento el cuerpo no se
detendría.

6. El principio de relatividad de Galileo
 De la primera ley de Newton se puede deducir la equivalencia
entre reposo y movimiento uniforme, ya que en ambos estados
todo ocurre del mismo modo.
 Todas las leyes de la mecánica se cumplen igualmente en
cualquier sistema inercial (sistemas de referencia donde se
cumple el principio de inercia)
 Mecánica es al parte de la física que engloba a la cinemática
(estudio del movimiento) y la dinámica (estudio de las relaciones
entre fuerzas y movimiento)

7. 3. El principio fundamental de la dinámica
 Las fuerzas modifican el estado de reposo o de
movimiento de los cuerpos.
 Las fuerzas, pues, no son las causas del movimiento;
solamente lo cambian.
 Si un cuerpo tiene un movimiento acelerado (porque
cambia su velocidad, ya sea en módulo dirección o
sentido) podemos estar seguros de que una fuerza
está actuando sobre él.
 Si un cuerpo tiene un movimiento rectilíneo uniforme es
porque ninguna fuerza actúa sobre él (o la suma de
fuerzas es nula)

8. Segunda ley de la dinámica o segunda ley de Newton:
“CUANDO UN CUERPO ES SOMETIDO A UNA FUERZA, CAMBIA
SU ESTADO DE REPOSO O MOVIMIENTO, ADQUIRIENDO UNA
ACELERACIÓN DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA
FUERZA APLICADA, E INVERSAMENTE PROPORCIONAL A SU
MASA”
F=m·a
Esta aceleración lleva la misma dirección y sentido que la
fuerza aplicada, o que la resultante de las fuerzas
 Si la fuerza es constante, la aceleración también lo será.
 La masa es la magnitud física que mide la inercia de los
cuerpos
 Unidad de fuerza en el SI: Newton
1N=1kg·1m/s

9. 4. Aplicaciones del principio fundamental
de la dinámica
• El principio fundamental de la dinámica explica todas
las relaciones existentes entre fuerzas y movimientos;
por tanto aplicándolo adecuadamente, podremos
resolver cualquier problema de dinámica que se nos
presente.
• Algunos casos sencillos que vamos a estudiar:
1. Dinámica del movimiento circular
2. Movimiento planetario
3. Dinámica de la caída libre de los cuerpos
4. Caída por planos inclinados

10. Dinámica del movimiento circular
 La fuerza que obliga a girar a la
piedra es perpendicular a su
velocidad, de forma que no
ac =
v2 modifica su módulo, sino solo su
r
dirección, forzando su
trayectoria a una circunferencia
(sin la fuerza sería una recta)
 La aceleración centrípeta:
v2
ac =
r
 Aplicando la 2ª ley de Newton
v2
Fc = m ⋅ ac = m ⋅ = m⋅ ω 2 ⋅ r
r

11. Movimiento planetario
 Aproximando la órbita de un
planeta a una circunferencia
(en realidad son elipses)
 Aplicando la fórmula anterior,
la Fc sería la fuerza
gravitatoria con que el Sol y
el planeta se atraen, m la
masa del planeta, v su
velocidad tangencial y r la
distancia Sol-planeta.

12. Dinámica de la caída libre de los cuerpos
 La Tierra atrae a los cuerpos con
una fuerza a la que llamamos peso,
que es igual y de sentido contrario a
la fuerza con que los cuerpos atraen
a la Tierra.
 Si tomamos un cuerpo cualquiera y
medimos su masa con una balanza y
su peso con un dinamómetro
comprobaremos que el cociente es
siempre el mismo: 9,8 N/kg (m/s2) . A
ese valor lo llamamos aceleración de
la gravedad terrestre (g)
P = m⋅ g

13. Caída por planos inclinados
 Es un problema de geometría
Px
senα = → Px = P ⋅ senα
P
sen
Py
cos α = → Py = P ⋅ cos α
P
Px = m ⋅ a = P ⋅ senα
P ⋅ senα m ⋅ g ⋅ senα
a= = = g ⋅ senα
m m

14. 5. El principio de acción y reacción
 Newton observó que las fuerzas son siempre
consecuencia de las interacciones de unos
cuerpos con otros.
 La intensidad de las interacciones la medimos
mediante la magnitud fuerza.
 En la naturaleza no hay fuerzas aisladas, sino
pares de fuerzas iguales y de sentido
contrario aplicadas cada una sobre uno de los
cuerpos que interaccionan.
 Esta propiedad la tienen todas las
interacciones, sea cual sea su naturaleza:
eléctrica, gravitatoria etc.
 Principio de acción y reacción: “A toda fuerza
de acción se opone otra de reacción, que
es de la misma naturaleza, de sentido
contrario y de igual magnitud”

15. Aplicando el principio de acción y reacción
• Fuerzas “a distancia” • Fuerzas de contacto
• Las fuerzas gravitatorias y • Solemos considerar de contacto
eléctricas actúan a grandes las fuerzas elásticas, las de
distancias; no necesitan el rozamiento estático y las
contacto de los cuerpos. tensiones de las cuedas.