Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, este último ejerce sobre el primero una fuerza igual en módulo y de sentido contrario a la primera.
Esta ley es conocida como la Ley de Acción y Reacción.
Un error muy común es cancelar las fuerzas que constituyen un par acción-reacción al estudiar un cuerpo, pero hay que tener en cuenta que dichas fuerzasse ejercen sobre cuerpos distintos, luego sólo se cancelarán entre sí cuando consideremos el sistema formado por los dos cuerpos en su conjunto.
Otro factor a tener en cuenta es que las fuerzas que constituyen un par acción-reacción siempre responden al mismo tipo de interacción.
Se define fuerza F que actúa sobre un cuerpo como la variación instantánea de su momento lineal. Expresado matemáticamente:
La unidad de fuerza en el S.I. es el Newton (N).
Una fuerza representa entonces una interacción. Cuando una partícula no está sometida a ninguna fuerza, se mueve con momento lineal constante (Primera Ley).
Sustituyendo la definición de momento lineal y suponiendo que la masa de la partícula es constante, se llega a otra expresión para la Segunda Ley:
Comentaremos algunos aspectos interesantes de esta ecuación:
La aceleración que adquiere un cuerpo es proporcional a la fuerza aplicada, y la constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo.
Si actúan varias fuerzas, esta ecuación se refiere a la fuerza resultante, suma vectorial de todas ellas.
Esta es una ecuación vectorial, luego se debe cumplir componente a componente.
En ocasiones será útil recordar el concepto de componentes intrínsecas: si la trayectoria no es rectilínea es porque hay una aceleración normal, luego habrá una también una fuerza normal; si el módulo de la velocidad varía, es porque hay una aceleración tangencial, luego habrá una fuerza tangencial.
La fuerza y la aceleración son vectores paralelos, pero esto no significa que el vector velocidad sea paralelo a la fuerza. Es decir, la trayectoria no tiene por qué ser tangente a la fuerza aplicada.
Esta ecuación debe cumplirse para todos los cuerpos. Cuando analicemos un problema con varios cuerpos, deberemos entonces tener en cuenta las fuerzas que actúan sobre cada uno de ellos y aplicar la ecuación por separado.
"Todo cuerpo que no está sometido a ninguna interacción (cuerpo libre o aislado) permenece en reposo o se traslada con velocidad constante."
Esta ley es conocida como la ley de inercia y explica que para modificar el estado de movimiento de un cuerpo es necesario actuar sobre él. Definimos una nueva magnitud vectorial llamada momento lineal (o cantidad de movimiento) p de una partícula:
Entonces la primera ley es equivalente a decir que un cuerpo libre se mueve con p constante.
Consideremos el caso de dos partículas que, debido a su interacción mutua, describen un movimiento en el que sus velocidades respectivas varían:
Como el conjunto de las dos partículas está aislado, su momento lineal total se conserva:
Esta expresión se conoce como principio de conservación del momento linealy se puede hacer extensivo a un conjunto de N partículas. Operando en la ecuación anterior obtenemos que:
Esto significa que, como el momento lineal del conjunto de las dos partículas se conserva pero el de cada una de ellas por separado no permanece constante, lo que aumenta el momento lineal de una de ellas ha de ser igual a lo que disminuye el momento lineal de la otra.
La dinámica es la parte de la Mecánica que estudia las relaciones entre las causas que originan los movimientos y las propiedades de los movimientos originados.
El inicio del estudio de la dinámica
El estudio de la dinámica fue iniciada por Aristóteles en torno a 384 aC. Aristóteles desarrolló una teoría en un intento de explicar los movimientos de los cuerpos. Esta teoría sigue siendo válida hasta la Edad Media, más precisamente en la época del Renacimiento. Aristóteles es considerado hoy, el precursor de Galileo Galilei, teniendo sus ideas Una de las máximas descubiertas por el antiguo pensador fue la siguiente: el movimiento puede existir sin la existencia de las fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo. Por ejemplo, un disco de hockey cae sobre una superficie completamente lisa y en la ausencia de resistencia del aire, puede mantener su estado de movimiento de forma indefinida.
El
presente Blog cumple con el objetivo de ser presentado como producto final en
la carrera de Ingeniería Civil 4"A", por el alumno Omar Antonio
Robles Romero.
El
cual pretende Ilustrar a sus lectores con temas relacionados a la materia de
dinámica impartida por el profesor Juan Alfredo Moncayo López, en el instituto
tecnológico de Guaymas.
