Dinámica

Definición de dinámica

La dinámica es la parte de la física encargada de estudiar la relación que existe entre la fuerza y el movimiento. Es decir, el estudio de las causas que provocan el movimiento en los cuerpos. Una vez esos cuerpos se ponen en movimiento podemos estudiarlos con lo visto ya en cinemática.

Fuerza

Entendemos por fuerza a toda acción capaz de cambiar el estado de un cuerpo de reposo a movimiento o de provocar una deformación en dicho cuerpo.
Una fuerza es una magnitud vectorial, lo que significa que se puede representar por un vector.

Vector de fuerza

Un vector, que represente fuerza u otra propiedad, queda caracterizado por:

Punto de aplicación:

Es el punto donde se aplica la fuerza.

Dirección:

Línea sobre la que actúa la fuerza (ya sea vertical, horizontal u oblicua).

Sentido

Hacia donde señala la punta de la flecha (derecha, izquierda, arriba o abajo).

Intensidad

Indica el valor numérico de la fuerza. Siendo el vector más o menos largo en función de que sea mayor o menor.


Unidades que miden la fuerza

Kilopondio (Kp)
Newton (N)
Dina

Las equivalencias entre dichas unidades son:
1Kp = 9,8N
N = Unidad del S.I. de fuerza
1 dina = 10^{-5}N Se define Newton como la fuerza necesaria para provocar una aceleración de 1m/s2 sobre un cuerpo de masa de 1kg.

Instrumento de medida de la fuerza

La medida de la fuerza se realiza mediante un aparato llamado dinamómetro.


Leyes de Newton

1ª Ley de Newton o Principio de Inercia

Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza o todas las que actúan se anulan entre sí dando una resultante nula, entonces el cuerpo no variará su velocidad. Esto significa que, si está en reposo seguirá en reposo y si se mueve lo segirá haciendo a la misma velocidad.

2ª Ley de Newton o Principio fundamental de la dinámica

Si sobre un cuerpo actúa una fuerza, dicho cuerpo modificará su velocidad, es decir, adquirirá una aceleración. Dicha fuerza y su aceleración generada son proporcionales y están relacionadas con la formula:
\boxed{F = m \times{a}} \begin{cases}F=Fuerza (N) \\ m=masa (kg) \\ a=aceleracion (m/s^2)   \end{cases}

3ª Ley de Newton o Principio de acción y reacción

Si un cuerpo ejerce sobre otro una fuerza (que podemos llamar acción), el otro ejerce sobre éste otra fuerza igual pero en sentido contrario (llamada de reacción).

Cálculo de fuerzas

Cuando sobre un cuerpo actúan varias fuerzas, se debe calcular la fuerza resultante de todas ellas. Para ello vamos a ver varios casos:

Fuerzas con la misma dirección y sentido

En este caso la fuerza resultante tendrá la misma dirección y sentido que las 2 fuerzas y su intensidad será la suma de las 2 intensidades.
Fuerza1

Fuerzas con la misma dirección y sentido contrario

La fuerza resultante tendrá la misma dirección pero el sentido vendrá dado por la fuerza de mayor intensidad, dando el resultado la resta de las intensidades de las 2 fuerzas.
Fuerza2

Fuerzas perpendiculares

La fuerza resultante tendrá como dirección y sentido la que marque la resolución de la suma de dichas fuerzas usando el Teorema de Pitágoras.
Fuerza3

Fuerza de rozamiento

Es aquella fuerza que se opone al deslizamiento de cualquier objeto y depende de la naturaleza y estado de las superficies de contacto. Si la fuerza que aplicamos al objeto es mayor que la de rozamiento entonces el objeto se moverá, en caso contrario el objeto permanecerá inmóvil.
 F_R=\mu\times{N}=\mu\times{m}\times{g} Fuerza4

Peso de un cuerpo

Llamamos peso de un cuerpo a a fuerza de atracción que ejerce sobre él la fuerza de la gravedad de la Tierra.
\boxed{P = m \times{g}} \begin{cases}P=Peso (N) \\ m=masa (kg) \\ g=aceleracion gravedad terrestre (9,8m/s^2) \end{cases} Fuerza5

Ley de Hooke

Esta ley relaciona la fuerza que se aplica a un cuerpo elástico y la deformación que le produce.
\boxed{F = \kappa \times{\Delta x}} \begin{cases}F=Fuerza aplicada (N) \\ \Delta{x} = Alargamiento producido por F (m) \\ \kappa = Constante propia del muelle (N/m) \end{cases}


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