DINÁMICA

Segunda Ley de Newton para los Movimientos Rectilíneos

La Segunda Ley de Newton establece una relación entre las fuerzas que actúan sobre un sistema y los movimientos que estas producen. Implica relacionar la fuerza con magnitudes cinemáticas como la velocidad, el desplazamiento o la aceleración.

Esta ley afirma que: Siempre que una fuerza actúa contra un cuerpo, este experimenta una aceleración proporcional a dicha fuerza, en la misma dirección y en el mismo sentido de la fuerza aplicada.

La Segunda Ley de Newton para el movimiento rectilíneo puede considerarse una definición de fuerza al establecer que las aceleraciones producidas a un cuerpo son directamente proporcionales a la fuerza resultante e inversamente proporcionales a su masa:

a = F/m ; F = m x a

Esta ecuación fundamental de la dinámica solo es válida cuando la masa permanece constante y se aplica en un sistema de referencia inercial. También indica cómo cambia la velocidad de una partícula en cualquier situación, es decir, relaciona la fuerza con la variación de la cantidad de movimiento del sistema (C = mv), con respecto al tiempo: F = dC/dt

La Segunda Ley de Newton para los movimientos rectilíneos podría anunciarse en los siguientes términos: La derivada de la velocidad con respecto al tiempo de un sistema, o sea su aceleración, es igual a la resultante de todas las fuerzas exteriores ejercidas sobre el sistema, dividida por la masa de este y tiene la misma dirección y sentido que la fuerza resultante. a = F/m

Fuerzas de Rozamiento

El rozamiento es aquella fuerza que surge cuando un cuerpo se mueve o intenta moverse a lo largo de una superficie que está en contacto con él. Hay varios tipos de rozamiento:

• Rozamiento estático: fuerzas de rozamiento que se oponen al deslizamiento de un cuerpo sobre otro.
• Rozamiento cinético: fuerzas opuestas al desplazamiento que aparecen cuando un objeto se desliza a través de una superficie.
• Rozamiento por rodadura: fuerzas de rozamiento que aparecen cuando un cuerpo gira sobre otro.

Para dos superficies dadas, el valor de la fuerza de rozamiento estático es proporcional a la fuerza normal. Fuerza máxima de rozamiento estático: fe(max) = μFN

El Coeficiente de Rozamiento Estático

Es la relación entre la máxima fuerza de rozamiento posible, paralela a la superficie, que ejerce el primero contra el segundo y depende de la naturaleza de las dos superficies. fe = μeFN

Esta igualdad solo es válida cuando la magnitud de la fuerza horizontal aplicada al trineo está a punto de iniciar el movimiento.

Coeficiente de Rozamiento Cinético

Relación que existe entre la fuerza de rozamiento de un cuerpo que se desliza sobre otro con respecto a la fuerza que ejerce el primero contra el segundo: fc = μcFN

Coeficiente de Rozamiento por Rodadura

Cociente entre la fuerza necesaria para mantener la rueda rodando a velocidad constante sobre una superficie horizontal y la fuerza normal ejercida sobre la rueda.

fr = μrFN

La magnitud de la fuerza de resistencia producida por el rozamiento en giro depende de los siguientes factores:

1. Peso del sistema: al incrementar el peso, aumenta el rozamiento en giro.
2. Presión de la rueda: a mayor presión, menor rozamiento en giro.
3. Diámetro de la rueda: a mayor diámetro, mayor área de superficie, por tanto, mayor fuerza de rozamiento estático y menor coeficiente de rozamiento en giro.
4. Sección transversal de la cubierta: cuanto mayor es la sección transversal, mayor será la resistencia producida por el rozamiento en giro.
5. Los coeficientes de rozamiento.

Principio de Fuerza Inicial

Cuando se realiza un salto vertical, el impulso vertical de aceleración estaría representado por la integral de la fuerza (F) durante el intervalo de tiempo (t₂-t₁). Cuanto mayor sea la integral, es decir, el área comprendida debajo de la curva entre las coordenadas correspondientes a t₁ y t₂, mayor será la modificación positiva de su cantidad de movimiento, lo que supone incrementar su velocidad de desplazamiento vertical y, consecuentemente, alcanzar una altura de salto mayor.

El tiempo de aplicación de la fuerza depende de la distancia de aceleración, que depende de:

• Cualidades mecánicas y composición estructural de la musculatura.
• Posición de las palancas y de la musculatura implicada.
• Características técnico-tácticas del gesto.
• El tipo de entrenamiento influye mucho en la distancia de aceleración.

Cuando se produce un movimiento de frenado antes de un impulso de aceleración, el impulso de aceleración se incrementa siempre que el tiempo entre ellas sea mínimo. Por ello, un saltador de altura realiza previamente una carrera, para generar un impulso previo de frenada y así incrementar la fuerza vertical.

Por tanto, la fuerza inicial significa un aumento del impulso de la fuerza durante la fase de aceleración vertical del centro de gravedad.

Hochmuth enunció: un movimiento corporal con el que debe lograrse una elevada velocidad final debe ir precedido de un movimiento de impulso que va en sentido contrario (impulso de frenado) mediante este, al comienzo del movimiento propiamente dicho (impulso de aceleración) se dispone ya de una fuerza positiva cuando la transición se realiza fluidamente. Con esto el impulso total de aceleración es mayor. La relación entre los impulsos de frenado y aceleración tiene que ser óptima.