Dinámica

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Dinámica

  1. 1. Definición de Fuerza.Concepto de Dinámica.• Fuerza “es toda acción capaz de cambiar elestado de reposo o de movimiento, o deproducir en él alguna deformación”.• Dinámica “es la ciencia que estudia elmovimiento, pero atendiendo a las causas quelos producen, es decir, las fuerzas”.
  2. 2. Carácter vectorial de las fuerzas.• La fuerza F es una magnitud vectorial ya queposee además de un valor concreto (módulo)una dirección y un sentido determinados.• Por tanto puede expresarse como:•    F = Fx· i + Fy· j + Fz· k
  3. 3. FUERZAS Y Leyes de NewtonUna fuerza es toda causa capaz dedeformar un cuerpo o modificar suestado de reposo o movimiento.Las fuerzas son magnitudes vectorialesy su unidad en el S.I. es el newton, N.Toda fuerza tiene un agenteespecífico e identificable, que puedeser animado o inanimado. Por ejemploel agente de la fuerza de gravedad esla Tierra
  4. 4. FUERZAS Y Leyes de NewtonPunto deaplicaciónmagnituddirecciónsentidoPunto de aplicación.— Es el lugar concreto sobre el cualactúa la fuerza. En el se comienza a dibujar el vector querepresenta la fuerza.Magnitud o Módulo.— Indica el valor numérico de lafuerza en newtons. Se corresponde con la longitud delvector.Dirección.— Es la recta a lo largo de la cual se aplicala fuerza. La línea sobre la que se dibuja el vector.Sentido.— Con la misma dirección, una fuerza puedetener dos sentidos opuestos. Se indica con la puntade la flecha del vector.
  5. 5. CAUSAS DEL MOVIMIENTOLa dinámica es la rama de la física que estudia las causas delos cambios en los movimientos de los cuerposTIPOS DE FUERZASLas fuerzas se clasifican en dos grandes grupos:• Fuerzas por contacto• Fuerzas a distancia o de camposLas fuerzas por contacto,son aquellas que necesitanel contacto directo con uncuerpo para manifestarse.Ej. Golpear un balóncon el pieEn las fuerzas a distancia, lainteracción se produce entredos cuerpos separados poruna determinada distancia.Ej. Magnetismo
  6. 6. Medida de las fuerzas. Unidades.• La unidad de medida de las fuerzas en el SistemaInternacional es el Newton (N) que es la fuerza aplicadaa 1kg de masa para que adquiera una aceleración de 1m/s2.mN = Kg · s2• Otra unidad de fuerza muy usada es el kilopondio (kp)(normalmente llamado “kilo”).• 1 kp = 9,8 N
  7. 7. Fuerzas fundamentales de lanaturaleza (1)Fuerza Actúa sobre Alcance(acción adistancia)Gravitatoria Cuerpos conmasalargoElectromagnética PartículascargadaslargoFuerza débil Casi todaslaspartículasCorto(interiornucleón)Fuerza fuerte quarks Corto( interiornúcleo)
  8. 8. Fuerzas fundamentales de lanaturaleza (2)La fuerza gravitatoria haceque los planetas giren en tornoa una estrella o que los objetoscaigan.La fuerza electromagnéticamantiene cohesionados átomos,moléculas y sistemas macroscópicos.La fuerza débil es la responsablede la transformación de unas partículasen otras (ej: protón en neutrón).La fuerza fuerte mantieneunido al núcleo atómico.
  9. 9. Fuerzas de contacto.Son de origen electromagnético debidas ainteracciones entre las moléculas de cada objeto.Fuerza Normal : fuerza perpendicular a unasuperficie que se opone a su deformación.Fuerza de rozamiento: fuerza paralela a unasuperficie que se opone al movimiento de uncuerpo sobre ella.1. Objetos deslizándose sobre superficies
  10. 10. (El rozamiento estático es siempremayor que el dinámico)- El rozamiento dinámico aparececuando el cuerpo está en movimiento.- El rozamiento estático aparece cuando se tratade poner un cuerpo en movimiento desde elreposo.
  11. 11. Fuerzas de contacto.También son de origen electromagnético las fuerzas que cohesionan lasmoléculas de sólidos, líquidos o gases. Se tienen expresiones paravelocidades y desplazamientos pequeños.vF Ley de Hooke : Un muelle ( o cuerda elástica) seopone a su deformación.Ley de Stokes : Los fluidos ( líquidos o gases)también se oponen al movimiento de los cuerpos asu través2. Fuerzas de fricción en fluidosxkF 3. Fuerzas elásticasConstante elásticadel muelleCoeficiente de friccióndel objeto Viscosidad del fluidoDesplazamientoVelocidaddel objeto tmemgvmgvF1mktAx )cos(
  12. 12. Fenomenología• La dinámica estudia la causa delmovimiento• Hechos observacionales– El movimiento de un cuerpo es el resultado desu interacción con otros.– La masa inercial de un cuerpo es una propiedadque determina cómo cambia su velocidad alinteraccionar con otros cuerpos.– La interacción afecta por igual a los doscuerpos ( acción-reacción)
  13. 13. Las Leyes de Newton•I Ley : Ley de inerciaTodo cuerpo permanece en su estado dereposo o movimiento uniforme a menosque sobre él actúe una fuerza externa.•II Ley : Definición de fuerzaLa fuerza es igual a la masa por laaceleración producida en el cuerpo.•III Ley : Ley de acción-reacciónPor cada acción hay una reacción igual yde signo opuesto.VIDEO 1VIDEO2
  14. 14. I. Ley de Inercia y conservacióndel momento lineal– Sistema de referencia inercial : conjunto decoordenadas que se mueve a velocidad constante.– Ley de conservación del momento lineal : si la fuerzatotal que actúa sobre un cuerpo en nula, su momentolineal se conserva.- Una partícula libre se mueve con velocidadconstante.ctepFdtpdFvmp0VIDEO 1VIDEO 2
  15. 15. II. Ley: Fuerza y Masa.– Masa : propiedad intrínseca de un cuerpo quemide su resistencia a la aceleración.• Posibilidad de definir una masa patrón.• La unidad de masa es el kg.– La fuerza es un vector proporcional a laaceleración que produce en un cuerpo.• 1 Newton (N) : es la fuerza necesaria para produciruna aceleración de 1m/s2 en un cuerpo de 1 kg.amdtpdFVIDEO
  16. 16. III. Ley de acción y reacción– Fuerza = interacción entre dos objetos : Dosobjetos que interaccionan ejercen fuerzas entre sí.– Si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B,entonces B ejerce sobre A una fuerza de igualmagnitud y dirección opuesta. FA + FB = 0

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