Equipo 4Mecánica

C 3 DINÁMICA C 3 DINÁMICA

• Primera ley de Newton. Primera ley de Newton.

• Fuerza. Masa. Segunda ley de Newton. Fuerza. Masa. Segunda ley de Newton. Unidades de fuerza. Unidades de fuerza.

•Cantidad de movimiento lineal. Cantidad de movimiento lineal. Generalización de la segunda ley de Newton.Generalización de la segunda ley de Newton.

•Tercera ley de Newton. Tercera ley de Newton.

• Sistemas de partículas.Sistemas de partículas.

Mecánica de Mecánica de los cuerpos los cuerpos

macroscópicosmacroscópicos

Movimiento Movimiento mecánicomecánico

Cinemática Cinemática DinámicaDinámicaDinámicaDinámica

Las causas que Las causas que provocan el provocan el

movimiento mecánico.movimiento mecánico.

Problema Central de la Problema Central de la Mecánica ClásicaMecánica Clásica

1- Se tiene un 1- Se tiene un sistema físicosistema físico a estudiar, del a estudiar, del cual conocemos sus propiedades (masa, cual conocemos sus propiedades (masa, volumen, carga eléctrica, etc.)volumen, carga eléctrica, etc.)2- El sistema se halla inicialmente en una 2- El sistema se halla inicialmente en una posición conocidaposición conocida (ya se ha definido el SRI (ya se ha definido el SRI con observador)con observador), con una , con una velocidad conocidavelocidad conocida, , en en un entorno con el cual entra en un entorno con el cual entra en interaccióninteracción..

3- ¿Cómo será 3- ¿Cómo será el movimiento del sistemael movimiento del sistema en en instantes posteriores?instantes posteriores?

DinámicaDinámicaCinemáticaCinemática

entornoentorno

MasaMasaMM

CargaCargaQQ

VolumenVolumenVV

etc.etc.Leyes de Leyes de

Fuerzas:Fuerzas: a partir de a partir de las propiedades del las propiedades del

sistema y de su entornosistema y de su entorno

SS

0x

0y

0z

0V

0t

??

El problema de la Mecánica El problema de la Mecánica ClásicaClásica

Fue resuelto por Fue resuelto por Isaac NewtonIsaac Newton (1642-1727) bajo la óptica de la (1642-1727) bajo la óptica de la relatividad de Galileorelatividad de Galileo, cuando , cuando

promulgó sus promulgó sus leyes del leyes del movimientomovimiento y formuló la ley de y formuló la ley de

la gravitación universalla gravitación universal

Primera ley de NewtonPrimera ley de Newton

Suele llamarse Suele llamarse ley de la inercialey de la inercia. . InerciaInercia es la es la tendencia de los cuerpos a permanecer en reposo o tendencia de los cuerpos a permanecer en reposo o en movimiento rectilíneo y uniforme.en movimiento rectilíneo y uniforme.

Un cuerpo libre de la Un cuerpo libre de la acción de otros cuerpos acción de otros cuerpos

permanece en permanece en reposo o en reposo o en movimiento rectilíneo movimiento rectilíneo

uniformeuniforme

InerciaInercia es la es la oposición que presentan los oposición que presentan los cuerpos al cambio de su estado de cuerpos al cambio de su estado de movimientomovimiento..

Un cuerpo libre de la acción de Un cuerpo libre de la acción de otros cuerpos permanece en otros cuerpos permanece en

reposo o en movimiento reposo o en movimiento rectilíneo uniformerectilíneo uniforme

Presupone la existencia Presupone la existencia de los de los SRISRI

Teoría Especial de Teoría Especial de la Relatividad la Relatividad

Teoría de la Teoría de la Relatividad de GalileoRelatividad de Galileo

Válida la primera ley de Válida la primera ley de Newton o Principio de la Newton o Principio de la

InerciaInercia

MasaMasa• Es la magnitud física que permiteEs la magnitud física que permite cuantificar la inerciacuantificar la inercia• La masa de un cuerpoLa masa de un cuerpo es una medida de es una medida de su inerciasu inercia• La masa es una medida de La masa es una medida de la oposiciónla oposición de un cuerpode un cuerpo a cambiar a cambiar su estado de su estado de movimientomovimiento

[kg][kg]

Es un escalar positivo o nulo m Es un escalar positivo o nulo m 0 0

Cantidad de Movimiento lineal Cantidad de Movimiento lineal de una partículade una partícula

Se define como el producto de la masa Se define como el producto de la masa por la velocidad de la partícula. por la velocidad de la partícula.

Tiene carácter vectorial, y como m es Tiene carácter vectorial, y como m es

un escalar, entonces p Vun escalar, entonces p V

mVp [kg m/s][kg m/s]

V p

FUERZA de interacciónFUERZA de interacción

Es la Es la magnitud físicamagnitud física que permite que permite cuantificar la cuantificar la acción del entorno acción del entorno materialmaterial sobre el sistema bajo estudio. sobre el sistema bajo estudio.

Esta acción depende de las Esta acción depende de las propiedades del sistema y del entornopropiedades del sistema y del entorno y en algunos casos del estado dey en algunos casos del estado dell movimiento del sistema.movimiento del sistema.

[N][N]

Tiene carácter vectorial FTiene carácter vectorial F

entornoentorno

cuerpocuerpo

Segunda ley de NewtonSegunda ley de Newton

La La fuerza resultantefuerza resultante que actúa sobre el que actúa sobre el cuerpocuerpo es igual al producto de la masa del es igual al producto de la masa del cuerpo por cuerpo por la aceleración la aceleración que adquiere.que adquiere.

2F

1F3F

3F2F1F

RF

RFa FFRR = = mm aa

[N=kg m/s[N=kg m/s22]]

Sistema: Cuerpo 1Sistema: Cuerpo 1

Entorno:Entorno: TierraTierra , Hilo tensionado, Hilo tensionado , Mesa, Mesa

1mF

a RRF

1122

Tercera ley de NewtonTercera ley de NewtonLas fuerzasLas fuerzas con que dos cuerpos actúan con que dos cuerpos actúan

uno sobre otrouno sobre otro, son siempre de , son siempre de igual igual módulomódulo, están en la , están en la misma direcciónmisma dirección y en y en

sentido contrariosentido contrario..

Agente externoAgente externo FF12 12 = -= - FF2121

Esta ley sugiere que las fuerzas de interacción surgen Esta ley sugiere que las fuerzas de interacción surgen siempre por pares. Están aplicadas en cuerpos siempre por pares. Están aplicadas en cuerpos

diferentesdiferentes

S

T

2

1

F12

F21= m1g2

Todos los cuerpos son atraídos por la tierra con una fuerza igual a su peso, a su vez el cuerpo atrae a la tierra con la misma fuerza.

mg

N

El DCL de los cuerpos será:

Diagrama de fuerzas