Leyes de Newton: Leyes de la Dinámica

Dinámica

Parte de la mecánica que estudia el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que lo provocan o modifican.

Leyes de Newton

Permiten describir y predecir el movimiento de los cuerpos.

Fuerza

Acción que ejerce un cuerpo sobre otro. Puede provocar un cambio en el movimiento del cuerpo o una deformación.

Propiedades de la Fuerza

• Se caracterizan por su magnitud, dirección, sentido y punto de aplicación.
• Ocurren en parejas.
• Pueden deformar un cuerpo.
• Pueden producir un cambio en su velocidad.

Clasificación de las Fuerzas

Según su actuación sobre un cuerpo:

• Fuerzas Internas: Existen entre las partes (moléculas y átomos) del mismo cuerpo, mantienen unidas a las moléculas o átomos.
• Fuerzas Externas: Fuerzas que ejercen otros objetos sobre el cuerpo.

Según si hay o no contacto:

• Fuerza de Contacto: Interacción electromagnética entre los átomos superficiales de los dos cuerpos, se presenta cuando hay contacto físico entre los cuerpos que interactúan.
• Fuerza de Acción a Distancia: Cuando entre dos cuerpos hay una interacción sin contacto físico entre ellos (imanes).

Clasificación por su origen:

• Fuerza Gravitatoria o Gravitacional: Fuerza de atracción entre dos cuerpos debido a sus masas, su alcance es ilimitado. Esta fuerza es universal.
• Fuerza Electromagnética: (Alcance ilimitado). Responsable de las interacciones entre algunas partículas elementales que componen la materia, se debe a la propiedad de la materia llamada carga eléctrica.
• Fuerza Nuclear Fuerte: (Alcance limitado). Mantiene unidos los protones y neutrones en el núcleo del átomo.
• Fuerza Nuclear Débil: Produce la desintegración beta, * interacción entre los leptones.

Fuerza de Fricción

• Actúa en sentido opuesto al movimiento o fuerza que produce el movimiento.
• Independientemente del área de contacto.
• Proporcional a la Fuerza Normal.
• Independientemente de la rapidez del desplazamiento entre los cuerpos.

Tipos de Fuerza de Fricción:

• Secas:
• F. Fricción Estática (Fs): Evita el movimiento entre superficies secas y limpias de sólidos en contacto.
• F. Fricción Dinámica o Cinética (Fd): Aparece cuando se vence la fricción estática e inicia el movimiento, es menor que la fuerza de menor estática máxima.
• F. Fricción por Rodamiento (Fr): Se presenta cuando un cuerpo cilíndrico se mueve a lo largo de una superficie plana. La Fr es menor que Fd.

Coeficiente de Fricción

Dificultad o facilidad que presentan las superficies para deslizar un cuerpo por ellas.

— A MAYOR COEFICIENTE DE FRICCIÓN = MAYOR FUERZA DE FRICCIÓN —

Inercia

Resistencia que presentan los objetos al cambiar su estado de movimiento o reposo.

Masa Inercial

Es una medida de inercia, cuanto mayor sea la inercia mayor será la masa.

—- EN LA MECÁNICA CLÁSICA DE NEWTON LA MASA TIENE 2 PROPIEDADES:

• La masa es una magnitud aditiva.
• La masa de un cuerpo es una magnitud constante y no depende del movimiento.

Leyes de Newton

Un cuerpo en reposo permanecerá en reposo y continuará así hasta que se ejerza una fuerza sobre él.

Un cuerpo en movimiento a velocidad constante continuará moviéndose a velocidad constante mientras que no actúe ninguna fuerza externa no balanceada sobre él.

Sistema de Referencia Inercial

Cuerpo que se encuentra en reposo o moviéndose en línea recta a velocidad constante con respecto a otro cuerpo que se encuentre ya sea en reposo o MRU.

Segunda Ley de Newton

Establece la relación entre tres magnitudes básicas para el movimiento: Fuerza, Masa y Aceleración.

• La aceleración es proporcional a la fuerza aplicada.
• La aceleración que resulta de la aplicación de una fuerza sobre un cuerpo no solo depende del valor de ésta, también de la masa.
• La aceleración es inversamente proporcional a la masa.

Diagrama de Cuerpo Libre

Dibujo del cuerpo en estudio en el que se eliminan todos los detalles y en el cual se muestran las fuerzas externas que actúan sobre él.

Tercera Ley de Newton

Aceleración Centrípeta

Cambio de dirección de la velocidad en un Movimiento Circular Uniforme.

Fuerza Centrípeta

Puede suministrarse al móvil por una fuerza de tensión de una cuerda, atracción gravitacional o mediante una fuerza de fricción. * FUERZA necesaria para hacer que un cuerpo siga una trayectoria circular.

Estática

Rama de la física que estudia a los cuerpos en equilibrio.

• Puede ser considerada un caso especial de la dinámica, en el que el valor de la aceleración es»».
• Arquímedes – Principio de la Palanca.

Equilibrio

Un cuerpo está en equilibrio si no tiene aceleración, si su aceleración es 0.

• Está en equilibrio cuando la sumatoria de las fuerzas exteriores que actúan sobre él es 0.
• Fuerza Equilibrante: Será la fuerza de igual magnitud y dirección que la fuerza resultante pero de sentido contrario.

Fuerza de Gravedad

Es una fuerza que se presenta entre dos cuerpos debido a su masa.

Ley de la Gravitación Universal (1668)

Henry Cavendish: Calculó el valor de la constante de Gravitación Universal en 1798 mediante la Balanza de Cavendish.

Leyes de Kepler

Newton se basó en las Leyes de Kepler para formular la Ley de la Gravitación Universal.

• 1° Ley:«Cada planeta se mueve en una órbita elíptica con el Sol en uno de los foco».
• 2° Ley:«Recorre áreas iguales en tiempos iguales. Los planetas se mueven más rápido cuando están más cerca del So».
• 3° Ley: El cuadrado del tiempo que tarda su año es proporcional al cubo de su distancia promedio al Sol.

F. Centrípeta = F. Gravitacional