Infome De Dinamica

Objetivos

Objetivo General.-

 Resolver problemas de física mediante la práctica experimental de dinámica, trabajo, energía y potencia.

Objetivos Específicos.-

 Utilizar las energías físicas, cinética, potencial y elástica.

 Aplicar los conocimientos adquiridos en clase.

 Analizar y crear un tabulado de datos comparativos con las especificaciones gráficas de los elementos v-t; a-t; F-t; e-t en intervalos de 0,5 segundos.

 Analizar los movimientos y las causas que lo generan mediante simuladores y razonamiento.

 Aplicar el trabajo y energías en cada tramo que el cuerpo se deslice hacia arriba o en un plano inclinado, la energía inicial y la final.

 Calcular mediante derivación e integración las características de cada movimiento.

 Identificar qué es lo que sucede en la práctica.

 Comprobar los datos calculados con los obtenidos en la práctica.

Marco Teórico

Qué es la Dinámica?

La dinámica es la parte de la física (específicamente de la mecánica clásica) que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación con las causas que provocan los cambios de estado físico y/o estado de movimiento. El objetivo de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación.

El estudio de la dinámica es prominente en los sistemas mecánicos (clásicos, relativistas o cuánticos), pero también en la termodinámica y electrodinámica.

En otros ámbitos científicos, como la economía o la biología, también es común hablar de dinámica en un sentido similar al de la física, para referirse a las características de la evolución a lo largo del tiempo del estado de un determinado sistema.

Una de las primeras reflexiones sobre las causas de movimiento es la debida al filósofo griego Aristóteles. Aristóteles definió el movimiento, lo dinámico, como:

"La realización acto, de una capacidad o posibilidad de ser potencia, en tanto que se está actualizando"

Por otra parte, a diferencia del enfoque actual Aristóteles invierte el estudio de la cinemática y dinámica, estudiando primero las causas del movimiento y después el movimiento de los cuerpos. Este enfoque dificultó el avance en el conocimiento del fenómeno del movimiento hasta, en primera instancia, San Alberto Magno, que fue quien hizo notar esta dificultad, y en última instancia hasta Galileo Galilei e Isaac Newton. De hecho, Thomas Bradwardine, en 1328, presentó en su De proportionibus velocitatum in motibus una ley matemática que enlazaba la velocidad con la proporción entre motivos a fuerzas de resistencia; su trabajo influyó la dinámica medieval durante dos siglos, pero, por lo que se ha llamado un accidente matemático en la definición de «acrecentar», su trabajo se descartó y no se le dio reconocimiento histórico en su día.

Los experimentos de Galileo sobre cuerpos uniformemente acelerados condujeron a Newton a formular sus leyes fundamentales del movimiento, las cuales presentó en su obra principal Philosophiae Naturalis Principia Mathematica Los científicos actuales consideran que las leyes que formuló Newton dan las respuestas correctas a la mayor parte de los problemas relativos a los cuerpos en movimiento, pero existen excepciones. En particular, las ecuaciones para describir el movimiento no son adecuadas cuando un cuerpo viaja a altas velocidades con respecto a la velocidad de la luz o cuando los objetos son de tamaño extremadamente pequeños comparables a los tamaños.

A través de los conceptos de desplazamiento, velocidad y aceleración es posible describir los movimientos de un cuerpo u objeto sin considerar cómo han sido producidos, disciplina que se conoce con el nombre de cinemática. Por el contrario, la dinámica es la parte de la mecánica que se ocupa del estudio del movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de las fuerzas.

El cálculo dinámico se basa en el planteamiento de ecuaciones del movimiento y su integración. Para problemas extremadamente sencillos se usan las ecuaciones de la mecánica newtoniana directamente auxiliados de las leyes de conservación. La ecuación esencial de la dinámica es la segunda ley de Newton (o ley de Newton-Euler) F = m • a donde F es la sumatoria de las fuerzas aplicadas, la m la sumatoria de todas las masa y la a la aceleración.

Qué es el trabajo?

En mecánica clásica, el trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo equivale a la energía necesaria para desplazar este cuerpo. El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra W (del inglés Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades.

Ya que por definición el trabajo es un tránsito de energía, nunca se refiere a él como incremento de trabajo, ni se simboliza como ∆W.

Matemáticamente se expresa como:

W = F-> • d-> = F • d = F • d • cos ß

Donde F es el módulo de la fuerza, d es el desplazamiento y ß es el ángulo que forman entre sí el vector fuerza y el vector desplazamiento.

Cuando el vector fuerza es perpendicular al vector desplazamiento del cuerpo sobre el que se aplica, dicha fuerza no realiza trabajo alguno. Asimismo, si no hay desplazamiento, el trabajo también será nulo.

Consideremos una partícula P sobre la que actúa una fuerza F, función de la posición de la partícula en el espacio, esto es F = F(r) y sea dr un desplazamiento elemental (infinitesimal) experimentado por la partícula durante un intervalo de tiempo ∂t. Llamamos trabajo elemental, ∂W, de la fuerza F durante el desplazamiento elemental dr al producto escalar F • dr; esto es:

∂W = F • dr

Si representamos por ds la longitud de arco (medido sobre la trayectoria de la partícula) en el desplazamiento elemental, esto es ds = |dr|, entonces el vector tangente a la trayectoria viene dado por et = dr/ds y podemos escribir la expresión anterior en la forma

∂W = F • dr = F • et ds = ( F cos ß) ds = Fs ds

donde ß representa el ángulo determinado por los vectores ∂F y et y Fs es la componente de la fuerza F en la dirección del desplazamiento elemental dr.

El trabajo realizado por la fuerza F durante un desplazamiento elemental de la partícula sobre la que está aplicada es una magnitud escalar, que podrá ser positiva, nula o negativa,

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