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DINAMICA

INTRODUCCIN

La dinmica es la parte de la fsica queestudia las causas que producen elq pmovimiento de los cuerpos.Las leyes que describen el movimiento de unsistema ms grande que un tomo,movindose con velocidades mucho menor

l d l l t t id lque la de la luz, estn contenidas en lasdenominadas leyes de Newton delmovimiento

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CONCEPTO DE FUERZA

La fuerza se puede definir como una magnitudvectorial capaz de deformar los cuerpos (efectop p (esttico), modificar su velocidad o vencer su inerciay ponerlos en movimiento si estaban inmviles.Suele ser comn hablar de la fuerza aplicada sobreun objeto, sin tener en cuenta al otro objeto con elque est interaccionando; en este sentido la fuerza

d d fi i t d i i fl ipuede definirse como toda accin o influencia capazde modificar el estado de movimiento o de reposode un cuerpo

TIPOS DE FUERZAS

Las fuerzas se clasifican bsicamente en dosgrandes grupos: (1) fuerzas por contacto y (2)g g p ( ) p y ( )fuerzas a distancia o de campos

Las fuerzas por contactoson aquellas que necesitanel contacto directo con uncuerpo para manifestarse.

En las fuerzas a distancia lainteraccin se produce entredos cuerpos separados poruna determinada distancia.p p

Ej. Golpear un baln con el pie

una determinada distancia.

Ej. Magnetismo

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PARTCULA LIBRE

Una partcula libre es aquella que no est sujeta ainteraccin alguna. Estrictamente hablando nogexiste tal cosa, ya que toa partcula est sujeta ainteracciones con respecto del universo. En laprctica, existen algunas partculas que se puedenconsiderar libres porque se encuentransuficientemente lejos de otras y sus interacciones

d i blson despreciables.

PRIMERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE INERCIA

Antiguamente se pensaba que se necesitaba algunainfluencia, interaccin o fuerza para conservar elmovimiento de un cuerpo. Se crea que seencontraba en su estado natural cuando estaba enreposo. Se pensaba, por ejemplo, que para poneren movimiento un cuerpo con velocidad constante,tena que impulsarlo continuamente un agentetena que impulsarlo continuamente un agenteexterno; de otra forma se detendra.

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PRIMERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE INERCIA

Galileo Galilei debati esa idea y dijo: repitamos elexperimento, usando un objeto ms liso y unasuperficie ms lisa cada vez. Se encuentra que elobjeto disminuir su velocidad con mayor lentitud ycada vez llegar ms y ms lejos. Extrapolando alcaso ideal, el objeto seguir indefinidamente enlnea recta con velocidad constantelnea recta con velocidad constante.

PRIMERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE INERCIA

Por lo tanto, la ley de inercia o primera ley deNewton, afirma que si sobre un cuerpo la resultantede las fueras aplicadas es nula, el cuerpo estar enreposo o en movimiento con movimiento rectilneouniforme. Esta ley, slo es valida si el observadorest en un marco de referencia inercial. Sernsistemas de referencias inerciales todos aquellossistemas de referencias inerciales todos aquellosque sean fijos o los que poseen velocidad constanterespecto a los fijos.

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PRIMERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE INERCIA

Dicho de otra manera:Un objeto en reposo permanece en reposo y unobjeto en movimiento contina en movimientocon velocidad constante, a menos queexperimente una fuerza externa. Por lo tanto,cualquier cuerpo que est en reposo o se estmoviendo con velocidad constante se dice que estmoviendo con velocidad constante, se dice que esten estado Inercial

PRIMERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE INERCIA

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PRIMERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE INERCIA

SEGUNDA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE FUERZAS

La resistencia de un cuerpo a cambiar su estado dereposo o movimiento se llama inercia. La masa esun trmino que se utiliza para cuantificar la inercia.As dos cuerpos que se les aplica una misma fuerzase acelerar ms aqul que posea menos masa(presenta una oposicin menor a cambiar su estadode movimiento) En el sistema internacional lade movimiento). En el sistema internacional, lamasa se mide en Kg.

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SEGUNDA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE FUERZAS

Suponga que tenemos un bloque de masa m sobreuna superficie lisa, la cual se le aplica unainteraccin o fuerza F

SEGUNDA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE FUERZAS

Si aumentamos el valor de la fuerza, se observarque la aceleracin tambin aumenta, esto es:

Si se prosigue aumentando la fuerza, se encontrarque la aceleracin tambin se incrementa. Por lotanto se concluye que la aceleracin del cuerpo esdirectamente proporcional a la fuerza aplicada.

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SEGUNDA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE FUERZAS

Por otro lado, manteniendo la fuerza constante yvariando la masa, se encuentra que la masaaumenta, la magnitud de la aceleracin disminuye.

Se observa que si la masa aumenta (con fuerzaconstante), la aceleracin disminuye. De este modola aceleracin es inversamente proporcional a lamasa.

SEGUNDA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE FUERZAS

La fuerza resultante que se ejerce sobre unapartcula es proporcional a la aceleracin que seproduce en ella, siendo la constante deproporcionalidad la masa inercial.

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SEGUNDA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE FUERZAS

dicho de otra forma: la segunda ley de Newtonseala que la aceleracin de un cuerpo esdirectamente proporcional a la fuerza neta queacta sobre el cuerpo e inversamente proporcionala su masa, esto es:

NETANETA amF

SEGUNDA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE FUERZAS

Si definimos ahora la cantidad de movimiento ot li l l d t t lmomentum lineal como el producto entre la

masa de la partcula por su velocidad, tendremos lasegunda ley expresada de la siguiente manera:

pd

p

dtpdF

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SEGUNDA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE FUERZAS

dimensionalmente, se tiene que la fuerza seexpresa:

2TLMF en el sistema internacional de unidades, la unidadde fuerza es:

NNewtonsmKg

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SEGUNDA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE FUERZAS

en el sistema cgs la unidad de la fuerza ser:

dinadinascmg2

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SEGUNDA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE FUERZAS

TERCERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE ACCION Y REACCION

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TERCERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE ACCION Y REACCION

Cuando un camin choca a un automvil, seobserva en este ltimo un cambio en su velocidadque nos hace indicar que le fue suministrada unafuerza, de acuerdo a la segunda ley. Sin embargo,al observar al camin, vemos que este tambinexperiment un cambio de velocidad en lainteraccin y por lo tanto le fue aplicada una fuerzainteraccin y por lo tanto le fue aplicada una fuerza.

TERCERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE ACCION Y REACCION

Cuando dos partculas interaccionan entre s, lafuerza que hace la partcula 1 sobre 2 es igual enmdulo (magnitud) pero de sentido opuesto a la quehace 2 sobre 1. Es decir, las fuerzas en lasnaturaleza se presentan de pares, fuerza de acciny fuerza de reaccin. Si bien estas fuerzas son deigual magnitud pero sentido opuesto no se puedenigual magnitud pero sentido opuesto, no se puedenanular entre s, pues estn aplicadas sobre cuerposdiferentes.

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TERCERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE ACCION Y REACCION

TERCERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE ACCION Y REACCION

MSF

MTF

SMF

La tierra atrae a la mquina (peso) y la mquinaatrae a la tierra. Por otro lado la mquina presionahacia abajo la superficie y la superficie ejerce unafuerza hacia arriba sobre la mquina.

TMF

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TERCERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIODE ACCION Y REACCION

Las tres leyes de Newton nos permiten estudiar eli i t d l ti d l fmovimiento de los cuerpos a partir de las fuerzas

que actan sobre ellos.Las principales fuerzas que nos vamos a encontraral estudiar el movimiento de un cuerpo son: el peso,la normal, la tensin y la fuerza de rozamiento.

DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE D.C.L.

Al utilizar la segunda ley de Newton, es necesarioconocer exactamente las fuerzas que se aplican aun cuerpo. El diagrama de cuerpo viene a ser unesquema que representa el cuerpo aislado, es decir,libre de soportes y/o uniones entre otros cuerpos,en la cual se dibujan solamente las fuerzas que seaplican a dicho cuerpo (llamadas fuerzas externas)aplican a dicho cuerpo (llamadas fuerzas externas)debido a la interaccin con otros.

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DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE D.C.L.

Y

X

Y

TIPOS DE FUERZAS

El Peso,El peso es la fuerza de atraccin gravitatoria queejerce la Tierra sobre los cuerpos que hay sobre ella

w

ejerce la Tierra sobre los cuerpos que hay sobre ella.En la mayora de los casos se puede suponer quetiene un valor constante e igual al producto de lamasa, m, del cuerpo por la aceleracin de lagravedad, g.

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TIPOS DE FUERZAS

La normal,Un cuerpo est apoyado sobreuna superficie ejerce una fuerza

N

p jsobre ella cuya direccin esperpendicular a la de lasuperficie. De acuerdo con latercera ley de Newton, lasuperficie debe ejercer sobre elcuerpo una fuerza de la mismamagnitud y direccin pero demagnitud y direccin, pero desentido contrario. Esta fuerza esla que denominamos Normal yla representamos con N.

TIPOS DE FUERZAS

La TensinCuando sobre un objeto acta una fuerza a travs deuna cable o tensor generalmente es llamada como

T

una cable o tensor, generalmente es llamada comofuerza de Tensin, cuya direccin es la misma que ladefinida por el cable o tensor.

TT