Guia Dinamica

GUÍA DE FÍSICA SOBRE DINÁMICA Y FUERZAS (PARTE 1)

INTRODUCCIÓN.

En las guías anteriores se describió el movimiento mediante la Cinemática, ahora, en ésta guía pretendemos estudiar las fuerzas que se presentan a nuestro alrededor. En el Universo todos los cuerpos están constantemente sujetos a la acción de fuerzas de todo tipo. Por ejemplo, cada vez que soltamos un cuerpo en el aire este experimenta una caída inevitablemente o cuando viajamos en un auto y frena bruscamente, el cinturón de seguridad evita que choquemos contra el parabrisas. En estos y muchos otros casos, sabemos que están presentes las fuerzas. Pero ¿Qué es una fuerza? ¿Cuáles fuerzas existen en la Naturaleza? ¿Será posible que un cuerpo se mueva sin necesidad de aplicarle una fuerza? Esto es lo que estudiaremos en ésta guía, se definirán algunos conceptos de la Mecánica y la Dinámica y se clasificaran los diferentes tipos de fuerzas.

En las siguientes figuras se muestra una nevera montada en un carrito ¿En cuál caso, cree usted que se puede desplazar la nevera? ¿Hacia donde se desplaza? ¿Por qué? ¿Qué fuerzas se ejercen en cada caso?

Caso 1 Caso 2

Caso 3 Caso 4

Ahora si empujamos la misma nevera sobre el piso ¿Qué fuerzas se ejercen en cada caso? ¿Será más fácil o difícil empujarla? ¿Qué ocurre? ¿Por qué? ¿En que caso se mueve más fácilmente? Si la nevera se mueve con velocidad constante o acelerada ¿Existe alguna diferencia?

Caso 5 Caso 6

REFERENTE CONCEPTUAL.

Hasta el momento se ha estudiado la Cinemática, que se refiere a la descripción del movimiento, sin importar que o quien lo produce, es decir, se ha estudiado el como se mueven los cuerpos. Ahora nos interesa el por que se mueven los cuerpos, es decir, se pretende explicar el movimiento, determinar las causas que lo producen. Inicialmente se definirá el concepto de Dinámica y sus Leyes, luego se determinará el concepto de Fuerza y se clasificarán. Por último se comparan los conceptos de Masa y peso y se darán las unidades de la fuerza en los diferentes sistemas de medida.

Definición De Dinámica:

Es la rama de la Mecánica encargada de estudiar el Movimiento teniendo en cuenta las causas que lo producen.

Definición De Fuerza:

Es toda causa capaz de deformar un cuerpo o modificar su estado de movimiento o de reposo.

Propiedades De La Fuerza:

Una fuerza siempre es aplicada entre objetos materiales, es decir entre cuerpos con masa.

Una fuerza está determinada por su magnitud, su dirección y su punto de aplicación.

Las fuerzas siempre se aplican en pares, es decir, lo que supone que si un cuerpo material ejerce una fuerza sobre otro, éste a su vez le ejerce una fuerza de igual magnitud y opuesta al primer cuerpo.

Si varias fuerzas se ejercen sobre un cuerpo su efecto total o neto es igual a una sola fuerza que es la suma vectorial de todas ellas.

LEYES DE LA DINÁMICA O LEYES DE NEWTON.

Estas leyes las formuló Sir Isaac Newton a finales del siglo XVI y sirven para describir el movimiento de todo cuerpo.

Ley De La Inercia o Primera Ley.

“Todo cuerpo tiende a permanecer en su estado, bien sea, de Movimiento Rectilíneo Uniforme (M.R.U.) o de reposo, a menos que sobre él se ejerzan fuerzas externas”.

Esta ley se puede comprobar cuando viajamos en un auto y sentimos “tirones” hacia a delante y hacia atrás, cuando el auto frena y acelera respectivamente.

Ley De La fuerza o Segunda Ley.

“La fuerza Neta o Total que se ejerce sobre un cuerpo, es proporcional al producto entre la masa de un cuerpo y su aceleración adquirida”.

Así, un cuerpo con el doble de masa que otro hay que aplicarle el doble de fuerza, para acelerarlo igual. Ésta ley se expresa matemáticamente así:

F ⃗ = m * a ⃗

En Componentes:

F_x = m * a_x

F_y = m * a_y

Ley De La Acción-Reacción o Tercera Ley.

“Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste cuerpo ejerce una fuerza de igual magnitud y opuesta sobre el primer cuerpo”.

Esta ley se comprueba fácilmente cuando observamos el lanzamiento de un cohete, ya que la propulsión (el chorro de gases) sale en una dirección, mientras que el cohete avanza en dirección opuesta. (Ver también un globo inflado).

CLASIFICACIÓN DE LAS FUERZAS.

Las fuerzas se pueden clasificar en dos tipos: Las Fuerzas De Contacto y las Fuerzas A distancia o De Campo.

Fuerzas De Contacto:

Son aquellas que se presentan entre cuerpos que están en contacto directo entre

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