Dinámica

1. Concepto:

El concepto de dinámica es la parte de la física que estudia la relación existente entre las fuerzas que actúan sobre un cuerpo y los efectos que se producirán sobre el movimiento de ese cuerpo.

Los antiguos pensadores griegos creían que la velocidad y la constancia del movimiento en la línea recta de un cuerpo (fenómeno descripto años más tarde como movimiento rectilíneo uniforme o MRU) estaban proporcionalmente relacionadas con una fuerza constante. Por extensión, se creía que la caída de un cuerpo pertenecía a esa categoría, por lo que se suponía que caería más rápido el cuerpo que más pesara. Luego, Galileo Galilei entendió que la caída de los cuerpos no podía ser un movimiento uniforme, y que desde una misma altura, dos cuerpos de distinto peso tardan lo mismo en caer.

Estas leyes son las fundamentales de la dinámica, que aplican fundamentalmente sobre el movimiento rectilíneo uniforme. Sin embargo, también existe una dinámica del movimiento circular, que sucede cuando se puede mantener la fuerza que se aplica sobre un cuerpo constantemente en módulo, perpendicular a la dirección del movimiento. Esto se produce, por ejemplo, en el caso de la fuerza de atracción constante del Sol sobre un planeta, lo que evita que este ejerza un movimiento rectilíneo en vez de la órbita.

Sin embargo, existe también el análisis de los comportamientos de los cuerpos cuando intervienen diversas partículas, además de las fuerzas mencionadas. La parte de la física que usa métodos estadísticos para estudiar el comportamiento global de los sistemas es la termodinámica. Cuenta con una serie de principios, entre los que pueden mencionarse el equilibrio térmico, es decir, la igualdad entre el calor recibido y el emitido por el cuerpo, logrado mediante el intercambio de calor. También se dice que la energía no se produce ni se destruye, sino que se transforma, imposibilitando la producción de trabajo sin el consumo de energía, y a partir de ello surge que no se podrá transformar totalmente el calor en trabajo, existiendo siempre una pérdida.

Hay también un uso coloquial del término, que se aplica para hablar simbólicamente de las cosas que están en movimiento. Se puede hablar de la dinámica de procesos políticos, de eventos públicos o de cualquier cosa, para hacer referencia a ‘cómo se fue desarrollando’ por un lapso de tiempo. También, se usa como adjetivo para hablar de las personas que son muy inquietas y que pasan gran parte del tiempo moviéndose.

CONCEPTOS FUNDAMENTALES EN DINÁMICA

Interacción es la causa por la que dos partículas se influyen en su estado y en su movimiento. La medida cuantitativa de la interacción se llama fuerza. La fuerza es una magnitud vectorial con módulo o intensidad, dirección y sentido.

Partículas o puntos materiales: consideramos como tales aquellas con masa distinta de cero y volumen nulo. Los puntos materiales tendrían pues densidad infinita y, aunque no existen pueden ser una buena aproximación para la resolución de muchos problemas en Dinámica.

Una partícula libre sería aquella que no interacciona con ninguna otra. En realidad tampoco existen aunque a nivel macroscópico se pueden considerar como tales aquellas partículas que no están sometidas a interacciones o bien éstas se anulan entre si.

LEYES DE NEWTON

1ª Ley de Newton. Principio de la inercia.

Una partícula libre se mueve siempre con velocidad constante, o lo que es lo mismo, sin aceleración. Esto es, una partícula libre se mueve en linea recta con velocidad constante o se encuentra en reposo.

2º Ley de Newton. Principio fundamental de la Dinámica.

Las aceleraciones producidas en una partícula son proporcionales a las fuerzas que actúan sobre ellas. La constante de proporcionalidad se llama masa inercial y es una magnitud escalar por tanto la fuerza tendrá la misma dirección y sentido que la aceleración que provoca en la partícula sobre la que actua ( m > 0 ).

De

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