Dinamica traslacional
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Dinámica
I. Movimiento de translación de
una partícula
Fenomenología
La dinámica estudia la causa del movimiento
Hechos observacionales
El movimiento de un cuerpo es el resultado de su interacción con otros.
La masa inercial de un cuerpo es una propiedad que determina cómo cambia su velocidad al interaccionar con otros cuerpos.
La interacción afecta por igual a los dos cuerpos ( acción-reacción)
Las Leyes de Newton•I Ley : Ley de inercia
Todo cuerpo permanece en su estado de
reposo o movimiento uniforme a menos
que sobre él actúe una fuerza externa.
•II Ley : Definición de fuerza
La aceleración de un cuerpo es
directamente proporcional a su masa e
inversamente proporcional a la fuerza
aplicada sobre él.
•III Ley : Ley de acción-reacción
Por cada acción hay una reacción igual y
de signo opuesto.
I. Ley de Inercia y conservación
del momento lineal
Sistema de referencia inercial : conjunto de
coordenadas que se mueven a velocidad constante.
Ley de conservación del momento lineal : si
la fuerza total que actúa sobre un cuerpo es nula, su
momento lineal se conserva.
Una partícula libre se mueve con velocidad constante.
ctepF
dt
pdFvmp
0
II. Ley: Fuerza y Masa.
Masa : propiedad intrínseca de un cuerpo que mide
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 la
aceleración que produce en un cuerpo.
1 Newton (N) : es la fuerza necesaria para producir una
aceleración de 1m/s2 en un cuerpo de 1 kg.
amdt
III. Ley de acción y reacción
Fuerza = interacción entre dos objetos : Dos
objetos 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 igual
magnitud y dirección opuesta. FA + FB = 0
Fuerzas fundamentales de la
naturaleza (1)Fuerza Actúa sobre Alcance
(acción a distancia)
Gravitatoria Cuerpos con masa
largo
Electromagnética Partículas cargadas
largo
Fuerza débil Casi todas las partículas
Corto
(interior nucleón)
Fuerza fuerte quarks Corto
( interior núcleo)
Fuerzas fundamentales de la
naturaleza (2)La fuerza gravitatoria hace
que los planetas giren en torno
a una estrella o que los objetos
caigan.
La fuerza electromagnética
mantiene cohesionados átomos,
moléculas y sistemas
macroscópicos.
La fuerza débil es la responsable
de la transformación de unas partículas
en otras (ej: protón en neutrón).
La fuerza fuerte mantiene
unido al núcleo atómico.
Fuerzas de contacto.Son de origen electromagnético debidas a
interacciones entre las moléculas de cada objeto.
Fuerza Normal : fuerza perpendicular a una superficie que se opone a su deformación.
Fuerza de rozamiento: fuerza paralela a una superficie que se opone al movimiento de un cuerpo sobre ella.
1. Objetos deslizándose sobre superficies
Fuerzas de contacto.También son de origen electromagnético las fuerzas que cohesionan las moléculas de sólidos, líquidos o gases. Se tienen expresiones para velocidades y desplazamientos pequeños.
Ley de Hooke : Un muelle ( o cuerda elástica) se opone a su deformación.
Ley de Stokes : Los fluidos ( líquidos o gases) también se oponen al movimiento de los cuerpos a su través
2. Fuerzas de fricción en fluidos
xkF
3. Fuerzas elásticas
vF
Constante elástica
del muelle
Coeficiente de fricción del objeto Viscosidad del fluido
Desplazamiento
Velocidad
del objeto
tme
mgv
mgvF
1
mk
tAx )cos(
Presión
Principio de Pascal: el mismo
cambio de presión aplicada a
cualquier punto en un fluido en
reposo, se transmite a cada una
de sus partes.
EjemploEn un elevador de automóviles que se emplea en un taller, el aire comprimido
ejerce una fuerza sobre un émbolo de sección transversal que tiene un radio de
5 cm. Esta presión se transmite por medio de un líquido a un segundo émbolo
de 15 cm de radio. ¿Qué fuerza debe ejercer el aire comprimido para levantar un
auto de 13,300 N? ¿qué presión de aire producirá esta fuerza?
2
2
1
1
A
F
A
FSe cumple que:
Entonces:
NxA
FAF 3
2
2
2
211 1048.1300,13
15.0
05.0
La presión es:
kPa18805.0
1048.12
3
1
1 x
A
FP
A1
A2
F1
F2
d1
d2