domingo, 19 de febrero de 2017

DINÁMICA


La cinemática estudia el movimiento de los cuerpos, sin embargo no nos puede decir cuál será el movimiento de un cuerpo. Como veremos a continuación, son las fuerzas las que provocan cambios en el movimiento, es decir, aceleración, y nos permiten predecir el movimiento subsecuente de un objeto. El estudio de las causas del movimiento se llama dinámica. Así como la cinemática nos dice cómo se mueven los cuerpos, la dinámica nos dice por qué se mueven.

Las leyes que describen el movimiento de los cuerpos fueron descritas por Isaac Newton, en 1687 en su libro Philosophiae naturalis principia mathematíca, (del latín: Principios matemáticos de la filosofía natural), también conocido simplemente como Principia. Estas leyes se conocen ahora como las leyes de Newton, y se basan en observaciones cuidadosas y extensas. Dan una descripción extraordinariamente exacta del movimiento de los cuerpos, pequeños y grandes, simples y complejos.
 
Necesitamos trascender las leyes de Newton sólo para la descripción en sistemas tan pequeños como el átomo, o cuando las velocidades se acercan a la velocidad de la luz, 300.000 km/s. En su simplicidad y amplitud, las leyes de Newton representan un logro muy importante para la humanidad  en la comprensión del comportamiento de los cuerpos en  la naturaleza, desde una manzana hasta el movimiento de los planetas.

FUERZA

La fuerza  es una magnitud física de carácter vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático), o modificar su estado de movimiento, es decir, su velocidad o su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles (efecto dinámico). En este sentido, la fuerza puede definirse como toda acción capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo (imprimiéndole una aceleración, que modifica el módulo o la dirección de su velocidad) o también de deformarlo.


Característica de la Fuerzas: 

1.      Magnitud: consiste en el mayor o menor grado de fuerza aplicada para producir cambios de forma o de movimiento. También es conocida como la intensidad que representa la cantidad de fuerza aplicada sobre el objeto.
 
2.      Dirección: establece la orientación o trayectoria en que se mueve el cuerpo por efecto o aplicación de la fuerza.
 
3.      Punto de aplicación: es la zona, lugar, sitio donde se ejerce o aplica la fuerza al objeto.

SIMULACIONES:


PARA ESTA SIMULACIÓN:

1.- CON FUERZA NETA: PUEDES COMPROBAR

a) Que mientras actúa una fuerza la rapidez del cuerpo aumenta continuamente. Hay aceleración. MRUA.

b) Que cuando se aplica una fuerza neta el cuerpo se desplaza en la dirección de la fuerza neta

c) Que pueden actuar varias fuerzas sobre un cuerpo, si son de la misma magnitud y dirección contraria, las fuerzas se anulan.

2.- CON MOVIMIENTO, puedes comprobar que:

a) Para una fuerza constante la rapidez varía uniformemente, hay aceleración. MRUA

b) Cuando cesa la fuerza el cuerpo sigue moviéndose con velocidad constante, PRIMERA LEY DE NEWTON.

c) A mayor masa la rapidez que experimenta el cuerpo es menor, para una fuerza constante, y viceversa

3.- CON FRICCIÓN, puedes comprobar que:

a) La dirección de la fuerza de fricción es contraria al movimiento.

b) Si la fuerza de fricción  es igual a la fuerza aplicada, la fuerza neta es cero, se anulan.

c) Si la fuerza aplicada es mayor que la fricción, la rapidez aumenta uniformemente, estamos en presencia del MRUA.

d) Cuando la fuerza aplicada desaparece, la fuerza neta es la de fricción, la rapidez comienza a disminuir hasta que el cuerpo se detiene. MRUA.

4.- CON ACELERACIÓN, la simulación la puede hacer con fricción o sin ella y  puedes verificar que:

a) A mayor masa mayor aceleración.

b) Para una fuerza neta, constante, la aceleración también es constante.





UNIDADES DE FUERZA

La magnitud de una fuerza en el sistema internacional de unidades se mide en newton, N, en honor de Isaac Newton. Un newton equivale a la fuerza que hay que aplicarle a un kg de masa para producirle una aceleración de 1m/s2. En el sistema británico, la unidad de fuerza es la libra, que corresponde a la fuerza necesaria para imprimirle a una masa patrón una aceleración de 1 pie/s2

  La equivalencia entre los dos sistemas de medidas es:               1 libra = 4.45 N



MEDICIÓN DE LAS FUERZAS
 
Las fuerzas se miden con un instrumento denominado dinamómetro,  el siguiente video lo ilustra muy bien:


  Fuerzas fundamentales de la naturaleza






TIPOS DE FUERZAS
 
Con esta animación aprende un poco más sobre los tipos de fuerzas
 


SIMULACIÓN: Ley de Hooke, varíe la fuerza y el valor de la constante de elasticidad, active todas las opciones para verificar la fuerza aplicada, la fuerza de restitución, etc.

https://phet.colorado.edu/sims/html/hookes-law/latest/hookes-law_es.html

No hay comentarios.:

Publicar un comentario