Dinámica. Leyes de Newton

Dinámica

Leyes de Newton

Es la parte de la física que estudia la relación entre la fuerza y el movimiento. La esencia de esta parte de la física es el estudio de los movimientos de los cuerpos y sus causas, sin dejar de lado los conceptos de la cinemática, anteriormente estudiadas.

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.

Isaac Newton y las leyes del movimiento

Newton, el científico Inglés mejor conocido como físico y matemático, nacido en el año 1643, en Woolsthorpe, Inglaterra, desarrolló las ideas de Galileo Galilei y sus estudios publicados en el libro Principios matemáticos de filosofía natural, en el que describía sus estudios y descubrimientos en la gravitación Universal y describió las tres leyes fundamentales del movimiento, llamado las leyes de Newton.

Las tres leyes son:

Principio de Inercia o Primera Ley de Newton;
Principio fundamental de la dinámica y la segunda ley de Newton;
Principio de Acción y Reacción o tercera ley de Newton.

La primera ley de Newton describe lo que ocurre con los cuerpos que están en equilibrio. La segunda ley explica lo que sucede cuando no hay equilibrio, y la tercera ley muestra que el comportamiento de las fuerzas, cuando tenemos dos cuerpos en interacción.

En el estudio del movimiento, la cinemática se propone describirlo sin preocuparse de sus causas. Cuando nos preocupamos por las causas del movimiento, estamos entrando en una zona conocida como “dinámica mecánica”.

Es por esto que Newton es considerado unos de los físicos más importantes, al igual que la dinámica, todos los paradigmas que encierra su estudio nos llevan a pensar que no existe un límite para la materia, en todo caso la materia limitaría nuestro pensamiento pero eso ya es algo filosófico para nuestro artículo de física.

Lo importante es saber que como Newton muchos físicos advirtieron patrones en lo referente a nuestra naturaleza, está en nosotros saber interpretar sus conclusiones y a partir de ellas comenzar a forjas las nuestras porque si no, de nada serviría

Video explicativo

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DINÁMICA

Práctica de dinámica

1)  Un cuerpo de 20kg se encuentra en reposo, de repente una fuerza de 40N lo empuja horizontalmente. Calcular la aceleración del bloque. Rta: 2 m/s2

2)  Una moneda de 15 gramos es colocada sobre un plano sin fricción. Si se desea producirle una aceleración de 5m/s² , ¿cuál es la magnitud de la fuerza? Rta:0,075 N

3)   Sea un paralelepípedo rectángulo de hierro de 49 N. Hallar

a) La masa.

b) La aceleración que le provocará una fuerza constante de 100 N.

c) La distancia recorrida durante 30 s. Rta: m = 5 kg; a = 20 m/s²; x = 9000 m

 4) Sobre un cuerpo actúa una fuerza constante de 50 N mediante la cual adquiere una aceleración de 1,5 m/s², determinar:

a) La masa del cuerpo.

b) Su velocidad a los 10 s.

c) La distancia recorrida en ese tiempo. 

Rta: m = 33,33 kg ;v = 15 m/s ; x = 75 m

 5) ¿Cuál será la intensidad de una fuerza constante al actuar sobre un cuerpo que pesa 50 N si después de 10 s ha recorrido 300 m? Rta: F = 30 N

6) ¿Cuál será la fuerza aplicada a un cuerpo que pesa 1306 kgf si lo hace detener en 35 s?, la velocidad en el instante de aplicar la fuerza era de 80 km/h. Rta: F = -812,7 N

 7) Un cuerpo posee una velocidad de 20 cm/s y actúa sobre él una fuerza de 120 N que después de 5 s le hace adquirir una velocidad de 8 cm/s. ¿Cuál es la masa del cuerpo? Rta: m = 5000 kg

 8) Impulsado por una carga explosiva, un proyectil de 250 N atraviesa la cámara de fuego de un arma de 2 m de longitud con una velocidad de 50 m/s, ¿Cuál es la fuerza desarrollada por la carga explosiva? Rta: F = 15625 N

 9) Un cuerpo de masa 3 kg está sometido a la acción de dos fuerzas de F₁ =6 N y F₂= 4N dispuestas como indica la figura, determinar la aceleración y su dirección

                                                  

                       

10) Determinar la fuerza F  y las Tensiones necesarias para mover el sistema de la figura, considerando nulos los rozamientos, si la aceleración adquirida por el sistema es de 5 m/s².