DINÁMICA

ISAAC NEWTON

MECÁNICA DE SÓLIDOS

RAMA DE LA FÍSICA QUE ESTUDIA EL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS GRANDES O PEQUEÑOS

CLÁSICA RELATIVISTA CUÁNTICA

MECÁNICACLÁSICA

-ESTUDIA EL MOVIMIENTO DE SISTEMAS MACROSCÓPICOS DE PARTÍCULAS CON VELOCIDADES INFERIORES A LA VELOCIDAD DE LA LUZ c= 3·108 m/s

SE DIVIDE EN

-MECÁNICA NEWTONIANA(LEYES DE NEWTON)

-MECÁNICA ANALÍTICA

-CINEMÁTICA

-ESTÁTICA

-DINÁMICA

DINÁMICA

Estudia el movimiento de los cuerpos considerando las causas que lo generan.

DE LA PARTÍCULA SÓLIDO RÍGIDO

TRASLACIÓN

ROTACIÓN

DINÁMICA DE LA PARTÍCULA

LINEALCIRCULAR

DINÁMICA LINEAL

FUERZA

“ES TODO AQUELLO QUE CAMBIA EL ESTADO DEREPOSO O DE MOVIMIENTO DE UN CUERPO”. Es lamagnitud vectorial que mide el grado de interacción delos cuerpos.

FUERZA GRAVITACIONAL

FUERZA ELECTROMAGNÉTICA

FUERZA NUCLEAR FUERTE

FUERZA NUCLEAR DÉBIL

INTERACCIÓN

POR CONTACTOA DISTANCIA

INTERACCIÓN POR CONTACTO

INTERACCIÓN A DISTANCIA

FUERZAS NOTABLES

FUERZAS

LA FUERZA NORMAL

LA FUERZA ELÁSTICA

EL PESO

LA FUERZA DE ROZAMIENTO

FUERZAS INTERNAS

PESO (P)

PESO

ES LA FUERZA DE ATRACCIÓNQUE EJERCE LA TIERRA SOBRELOS CUERPOS QUE SEENCUENTRAN EN SUSINMEDIACIONES. ES VARIABLE.

MASAES LA CANTIDAD DE MATERIAQUE FORMA UN CUERPO. ESCONSTANTE.

“MASA NO ES LO MISMO QUE PESO”

CARACTERÍSTICAS DEL PESO

•ES UNA FUERZA DE ATRACCIÓN ADISTANCIA.

•VECTORIALMENTE SIEMPRE APUNTA ENDIRECCIÓN HACIA EL CENTRO DE LA TIERRAES DECIR VERTICAL HACIA ABAJO.

•SI TENEMOS UN NIVEL DE REFERENCIAHORIZONTAL NOS DAREMOS CUENTA QUEES PERPENDICULAR A DICHO NIVEL.

•DEPENDE DE LA MASA Y DE LAACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD, gravedaden EL ECUADOR DE g=9.78 m/s2 y de g=9.80m/s2 EN LOS POLOS.

REPRESENTACIÓN GRÁFICA DEL PESO

ECUACIÓN PARA CALCULAR EL PESO DE UN CUERPO EN LA TIERRA

g

Pm

kg

P

g

P

g

P..........

2

2

1

1

gmP

gmP

.

. ECUACIÓN EN MAGNITUD

ECUACIÓN VECTORIAL

LA FUERZA NORMAL(N)

LA FUERZA NORMAL

ES UNA FUERZA QUE SE GENERACUANDO DOS CUERPOS ESTÁNEN CONTACTO.

CARACTERÍSTICAS DE LA FUERZA NORMAL

•LA FUERZA NORMAL ES UNAFUERZA DE CONTACTO Y DECOMPRESIÓN.

•SIEMPRE ES PERPENDICULAR A LASUPERFICIE DE CONTACTO.

•EN ALGUNAS OCASIONES ES IGUALAL PESO

“NO EXISTE NORMAL”

REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LA FUERZA NORMAL

EL PESO Y LA FUERZA NORMAL EN ACCIÓN

LA FUERZA NORMAL EN VARIOS CUERPOS EN CONTACTO

FUERZA DE ROZAMIENTO (f)

LA FUERZA DE

ROZAMIENTO

ES UNA FUERZA TANGENCIALQUE ESTÁ PRESENTE ENTRE DOSSUPERFICIES DE CONTACTO YQUE SE OPONE AL MOVIMIENTORELATIVO DE UNO CONRESPECTO AL OTRO.

FUERZA DE ROZAMIENTO Y COEFICIENTE DE ROZAMIENTO

COEFICIENTE DE ROZAMIENTO (μ)

N

f

N

ftan

Nf .EL COEFICIENTE DE ROZAMIENTO MIDE ELGRADO DE ASPEREZA RELATIVA QUE EXISTEENTRE DOS SUPERFICIES EN CONTACTO

TIPOS DE FUERZA DE ROZAMIENTO

FUERZA DE ROZAMIENTO

ESTÁTICACINÉTICA

POR VISCOSIDAD POR DESLIZAMIENTO

POR RODADURA

FUERZA DE ROZAMIENTO ESTÁTICA fe

LA FUERZA DE

ROZAMIENTO ESTÁTICA

ES UNA FUERZA TANGENCIALQUE SE PRESENTA CUANDO LASSUPERFICIES EN CONTACTOTIENEN UN REPOSO RELATIVO.

FUERZA DE ROZAMIENTO ESTÁTICA

mee ff0LA FUERZA DE ROZAMIENTO ESTÁTICA LLEGAA SU MÁXIMO VALOR CUANDO HAY UNMOVIMIENTO INMINENTE.

FUERZA DE ROZAMIENTO ESTÁTICA

Nfe em .

FUERZA DE ROZAMIENTO CINÉTICA (fc)

LA FUERZA DE

ROZAMIENTO CINÉTICA

ES UNA FUERZA TANGENCIALQUE SE PRESENTA CUANDO LASSUPERFICIES EN CONTACTOTIENEN UN MOVIMIENTORELATIVO.

FUERZA DE ROZAMIENTO CINÉTICA (fc)

Nf cc .

FRICCIÓN VS. FUERZA EXTERNA

BENEFICIOS DE LA FUERZA DE ROZAMIENTO

CARACTERÍSTICAS DE LA FUERZA DE ROZAMIENTO

• Es directamente proporcional a la fuerzaNormal.

• Es una fuerza interna.

• Es aproximadamente independiente del áreade las superficies de contacto y de la velocidadrelativa de deslizamiento.

• La mayoría de materiales poseen μe y μc y secumple que μe > μc, en algunos son iguales.

• También 0≤ μ ≤1

FUERZA ELÁSTICA (Fe)

LA FUERZA ELÁSTICA

ES UN FUERZA QUE LLEVA ARESTITUIR LAS CONDICIONESINICIALES(NATURALES) DE UNCUERPO QUE HA SIDODEFORMADO.

RESORTES Y FUERZA ELÁSTICA

LEY DE HOOKE

“LA FUERZA EJERCIDA POR UN RESORTE ESDIRECTAMENTE PROPORCIONAL A SUDEFORMACIÓN”

xFe

FUERZA ELÁSTICA Y CONSTANTE DE ELASTICIDAD(K)

xkFe .

CARACTERÍSTICAS DE LA FUERZA ELÁSTICA

• Es una fuerza que se genera en cuerpos concaracterísticas no rígidas.

• El signo negativo indica el sentido contrario dela fuerza elástica frente a la deformación.

• A la Fuerza Elástica también se le llama Fuerzade Recuperación.

FUERZAS INTERNAS

FUERZAS INTERNAS

SON FUERZAS QUE SEMANIFIESTAN EN EL INTERIORDE LOS CUERPOS, CUANDOESTOS SE VEN SOMETIDOS AEFECTOS EXTERNAS.FUERZAS DEINTERACCIÓN ENTRE ÁTOMOS YENTRE MOLÉCULAS.

TENSIÓN (T)

ES UNA FUERZA DE TRACCIÓNQUE SE OPONE A LOS EFECTOSDE ESTIRAMIENTOS QUEPRETENDEN HACER FUERZASEXTERNAS QUE ACTÚAN ENLOS EXTREMOS DE DICHOSELEMENTOS.

APARECEN EN HILOS,CUERDAS, ALAMBRES, ETC.

EN CONDICIONES IDEALES LATENSIÓN TRANSMITIDA ES LAMISMA EN CUALQUIERSECCIÓN DE LA CUERDA.

COMPRESIÓN (C)ES UNA FUERZA QUE SEPRESENTA EN EL INTERIOR DEBARRAS, COLUMNAS,PUNTALES, ETC, OPONIÉNDOSEA LOS EFECTOS DEDETERMINADAS FUERZASEXTERNAS, PRETENDIENDODISMINUIR SUS DIMENSIONES.

LEYES DE NEWTON

SISTEMAS INERCIALES

LA INERCIA ES UNA PROPIEDADDE LA MATERIA QUE SEMANIFIESTA COMO LATENDENCIA A CONSERVAR ELESTADO REPOSO O EL ESTADODE MOVIMIENTO. ESCUANTIFICADA POR LA MASA.

SISTEMAS INERCIALES

LLAMAMOS ASI A AQUELLOSMARCOS DE REFERENCIACOORDENADOS QUE ESTÁN ENREPOSO O SE MUEVEN CONVELOCIDAD CONSTANTE.

PRIMERA LEY(LEY DE LA INERCIA)

“EN AUSENCIA DE LA ACCIÓN DEFUERZAS(FUERZA EXTERNA NETA), UNCUERPO EN REPOSO CONTINUARÁ ENREPOSO, Y UNO EN MOVIMIENTO SE MOVERÁEN LÍNEA RECTA Y CON VELOCIDADCONSTANTE”

PRIMERA LEY DE NEWTON

0F

0

0

0

z

y

x

F

F

F

SEGUNDA LEY DE NEWTON(LEY DE LA FUERZA)

“LA ACELERACIÓN QUE UN CUERPO ADQUIEREES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LARESULTANTE DE LAS FUERZAS QUE ACTÚANEN ÉL E INVERSAMENTE PROPORCIONAL A SUMASA”

SEGUNDA LEY DE NEWTON

amF .

zz

yy

xx

amF

amF

amF

.

.

.

UNIDADES DE LA FUERZA

m

Fa

M.K.S][

2NNEWTON

s

mKg

C.G.S ][2

dyndinas

cmg

F.P.S ][2

poundalpoundals

pielb

TÉCNICO ][)(log2

KgfKilopondiofuerzaramoKis

mutm

EQUIVALENCIAS

][45,4][1

][8,9][1

][10][1 5

Nlbf

NKgf

dynN

OBSERVACIONES A LA SEGUNDA LEY

• Si sobre un cuerpo actúan varias fuerzas, cada una genera una aceleración sobre el mismo.

• La fuerza resultante es la que genera laaceleración, pero los dos existen en modosimultáneo.

• En conclusión la Primera Ley es un casoparticular de la Segunda Ley.

TERCERA LEY(LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN)

“CUANDO DOS CUERPOS INTERACTÚAN, LAFUERZA QUE EL PRIMERO EJERCE SOBRE ELSEGUNDO (ACCIÓN), ES IGUAL A LA QUE ESTEEJERCE SOBRE EL PRIMERO (REACCIÓN), ENMÓDULO Y DIRECCIÓN PERO EN SENTIDOOPUESTO ”

TERCERA LEY DE NEWTON

1221 FFOBSERVACIÓN: Las fuerzas de acción y reacción aparecen y desaparecen simultáneamente, y por actuar en cuerpos diferentes no se anulan.

TEOREMA DE LAMI

Si un cuerpo está en equilibrio debido a laacción de tres fuerzas, éstas deberán ser:

1. Coplanares y concurrentes.

2. Una de ellas será igual pero opuesta a laresultante de las otras dos.

3. El módulo de cada fuerza será proporcional alseno del ángulo que se opone a sucorrespondiente dirección.

DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE(D.C.L)

PASOS PARA RESOLVER UN PROBLEMA EN DINÁMICA

• Se establecen los datos del problema.• Se identifica la FÍSICA DEL PROBLEMA (LEYES DE NEWTON).• Se aísla el o los cuerpos de interés.• Se dibuja el D.C.L acoplándolo con un sistema de referencia

ortogonal(plano cartesiano).• Se dibujan las fuerzas existentes y las que no coincidan con los ejes

cartesianos se las descompone.• Se plantean ecuaciones tomando en cuenta como base la Segunda

Ley de Newton en cada uno de los ejes cartesianos y se encuentranlas incógnitas requeridas.

• Si el sistema lo conforman cuerpos (partículas) interconectadosentre sí mediante cuerdas, poleas, resortes, etc., se consideraráque estos tienen masa despreciable y que no generan fricción.