Dinmica Profesores Paula Silva Patricio Donoso Dinmica Parte

Dinámica Profesores: Paula Silva – Patricio Donoso

Dinámica Parte de la física que se encarga de analizar la causa de los movimientos.

Isaac Newton (1642 -1727) Físico y matemático inglés En Principia (libro) estableció la ley de gravitación universal y las bases de la mecánica clásica con sus leyes. Descubrió el espectro del color. La luz está compuesta por partículas. Desarrolló el cálculo diferencial e integral

¿Qué es la fuerza?

Fuerza Es la interacción entre dos o más cuerpos que puede causar el cambio de su movimiento. Fuerzas constantes dan origen a cambios progresivos del movimiento de un cuerpo o partícula en el tiempo. Fuerzas instantáneas son de gran magnitud y dan origen a cambios bruscos MRUR en el movimiento de un cuerpo MRUA

Diferencia entre naturaleza de fuerzas Fuerzas de Contacto o Mecánicas: Implican contacto físico entre los cuerpos que interactúan. EJ: Cuando se jala de un carrito Fuerzas de Campo: No involucran contacto físico entre los objetos que interactúan. Actúan a través del espacio vacío, mediante campos de acción. EJ: Fuerza gravitacional, fuerzas electrostáticas

Fuerzas Fundamentales de Campo Fuerzas Gravitacionales • Entre objetos. Fuerzas Electromagnéticas • Entre cargas eléctricas Fuerzas Fuertes • Entre partículas subatómicas Fuerzas Débiles • Surgen de ciertos procesos de decaimiento radiactivo

Volviendo al concepto de fuerza… Magnitud vectorial Magnitud ¿Cuánto? : valor Dirección ¿En dónde? : horizontal o vertical Sentido ¿Hacia dónde? : derecha, izquierda, arriba o abajo; norte, sur, este u oeste. Unidad de Medida SI:

Tratamiento Vectorial Eje Dirección Eje X: X Ejemplo A un objeto se le ejerce una fuerza horizontal hacia la derecha de 100[N] + Positivo Sentido Magnitud 100[N] El enunciado escrito vectorialmente:

¿Cómo escribiríamos entonces? 1. Un objeto se desplaza hacia la izquierda ya que le es aplicada una fuerza horizontal de 500[N] 2. Una grúa levanta un bloque de concreto con una fuerza de 7000[N]. 3. Un ascensor desciende hacia el piso 3 aplicando una fuerza de 1000[N].

Tipos de Fuerzas Mecánicas Fuerza Gravitacional Es la fuerza con la cualquier cuerpo o partícula (excepto el fotón) es atraído verticalmente hacia el centro de la Tierra, por acción de gravedad. Notación: OJO: El peso es la magnitud, es decir, el valor de la fuerza gravitacional. Y, obviamente, peso distinto de masa.

Fuerza Gravitacional Eje de Referencia Y X

Fuerza Normal Es la fuerza que ejerce una superficie cualquiera sobre un objeto. Siempre es perpendicular a la superficie. Eje de Referencia Notación: Y X

Perpendicularidad de la fuerza Normal

Fuerza de Tensión Es la fuerza que ejerce toda cuerda sobre cualquier objeto que esté ligado a ella Notación: OJO: En todos los casos que consideremos , las cuerdas serán ideales, es decir, despreciaremos su masa y serán inextensibles.

Fuerza de Roce o de Fricción Es la fuerza que ejerce toda superficie para oponerse al movimiento de cualquier objeto que esté sobre ella. Esto también ocurre a nivel molecular. Superficie lisa: despreciar roce Superficie rugosa: considerar acción del roce Notación: OJO: Todas las superficies por más lisas que sean ejercen esta fuerza, el asunto es que un muchos casos es tan mínima, que se desprecia. No es que no exista fuerza de roce sino que se considera su valor igual a cero.

Fuerza de Roce o de Fricción

Diagramas de Cuerpo Libre Corresponde a una herramienta en la que se analiza al cuerpo o partícula como elemento “dinámicamente aislado”. Pasos a seguir: • Se plantea una hipótesis del movimiento • El cuerpo que se analizará se representa por un punto aislado (concepto de partícula) • Las fuerzas que actúan sobre el cuerpo se representan vectorialmente en la partícula, manteniendo su dirección y sentido original. • Asignar ubicación de Sistema Cartesiano de Coordenadas más conveniente. Normalmente se sugiere, sólo por razones de sentido práctico, situarlo según en el plano del movimiento o del posible movimiento. Es decir, paralelo a la superficie. • Aplicar el Principio de Superposición de fuerzas por eje según descomposición vectorial.

Ejercicio: Realice el DCL de la siguiente situación

Ejemplos 1) Si se hace avanzar un carro de 10[kg] de masa desde el reposo aplicando una fuerza constante de módulo 100[N]. ¿qué rapidez lleva a los 5[s]? (R: 50[m/s]) ¿cuánto demora en recorrer 100[m]? (R: 4, 47[s]) 2. De acuerdo a la figura 1 , indique la ley de Newton presente en cada situación.

Ejemplos I. Problemas de Reflexión Conceptual: 1) Veinte personas participan en un concurso de jalar la cuerda. Los dos equipos de 10 personas están igualmente distribuidos de modo que ningún equipo gana. Después del juego, los participantes notan que un automóvil está atorado en el lodo. Unen la soga del juego al parachoques del automóvil y todas las personas jalan la soga. El pesado automóvil apenas se mueve un par de decímetros cuando la soga se rompe. ¿Por qué se rompe en esta situación, pero no cuando las misma 20 personas jalaban sobre ella durante el juego? Fundamente físicamente su respuesta.

Ejemplos 2) Si una mosca choca contra el parabrisas de un autobús moviéndose rápidamente, ¿cuál de los dos experimenta una fuerza de impacto con mayor magnitud? Fundamente físicamente su respuesta. 3) Un hombre grande y un niño pequeño están de pie, uno frente al otro sobre hielo sin fricción. Juntan sus manos y se empujan mutuamente de modo que se separan. ¿Quién se aleja con mayor rapidez? Fundamente físicamente su respuesta. ¿Quién se aleja más mientras sus manos están en contacto? Fundamente físicamente su respuesta.

Ejemplos 4) Usted presiona con su mano su libro de física plano contra la pared vertical. ¿Cuál es el sentido de la fuerza de fricción que ejerce la pared sobre el libro: hacia abajo, hacia arriba, hacia afuera de la pared o hacia dentro de la pared? Justifique físicamente su elección.