Las leyes de la dinamica

Las leyes de la dinamica

Ley de la aceleración

La primera ley del movimiento de Newton, también llamada ley de la inercia, establece que un objeto continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme a menos que sea obligado a cambiar ese estado por una fuerza externa. La ley parece contener dos afirmaciones distintas. La primera afirmación -que un estado de reposo continuará a menos que se aplique una fuerza- parece intuitivamente correcta. La segunda afirmación -que un objeto continuará con una velocidad constante a menos que sea obligado a cambiar por una fuerza impresa- parece contraria a la experiencia común. Es importante darse cuenta de que los objetos que se observan que disminuyen su velocidad están siendo obligados a cambiar por una fuerza de fricción. La fricción es una fuerza retardadora que está siempre presente en nuestro mundo cotidiano. Para el ideal -la ausencia de fuerzas externas que actúen sobre el objeto, tal y como describe la ley- la fricción debe ser eliminada. El valor de la ley es la introducción del concepto de fuerza como un empuje o tirón que hace que un cuerpo cambie su estado de movimiento.

La segunda ley del movimiento de Newton establece que si una fuerza neta actúa sobre un objeto, provocará una aceleración de dicho objeto. La ley aborda la relación de causa y efecto entre la fuerza y el movimiento, que se suele expresar como F = m a, donde m es la constante de proporcionalidad (masa). La fuerza se mide en unidades SI de newtons, abreviado N.

Física de la dinámica

En mecánica, la fuerza neta es la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre una partícula u objeto. La fuerza neta es una única fuerza que sustituye el efecto de las fuerzas originales sobre el movimiento de la partícula. Proporciona a la partícula la misma aceleración que todas esas fuerzas reales juntas, tal y como describe la segunda ley del movimiento de Newton.

Es posible determinar el par asociado al punto de aplicación de una fuerza neta para que mantenga el movimiento de los chorros del objeto bajo el sistema original de fuerzas. Su par asociado, la fuerza neta, se convierte en la fuerza resultante y tiene el mismo efecto sobre el movimiento de rotación del objeto que todas las fuerzas reales tomadas en conjunto[1] Es posible que un sistema de fuerzas defina una fuerza resultante sin par. En este caso, la fuerza neta, cuando se aplica en la línea de acción adecuada, tiene el mismo efecto sobre el cuerpo que todas las fuerzas en sus puntos de aplicación. No siempre es posible encontrar una fuerza resultante sin par.

Gráficamente, una fuerza se representa como un segmento de línea desde su punto de aplicación A hasta un punto B, que define su dirección y magnitud. La longitud del segmento AB representa la magnitud de la fuerza.

Primera ley del movimiento

En la mecánica clásica, las leyes del movimiento de Euler son ecuaciones de movimiento que extienden las leyes del movimiento de Newton para partículas puntuales al movimiento de cuerpos rígidos[1]. Fueron formuladas por Leonhard Euler unos 50 años después de que Isaac Newton formulara sus leyes.

La segunda ley de Euler establece que la tasa de cambio del momento angular L alrededor de un punto que está fijo en un marco de referencia inercial (a menudo el centro de masa del cuerpo), es igual a la suma de los momentos de fuerza externos (pares) que actúan sobre ese cuerpo M alrededor de ese punto:[1][4][5]

La distribución de las fuerzas internas en un cuerpo deformable no es necesariamente igual en todo su recorrido, es decir, las tensiones varían de un punto a otro. Esta variación de las fuerzas internas a lo largo del cuerpo se rige por la segunda ley de movimiento de Newton de conservación del momento lineal y del momento angular, que para su uso más simple se aplican a una partícula de masa pero se extienden en la mecánica continua a un cuerpo de masa distribuida de forma continua. Para los cuerpos continuos, estas leyes se denominan leyes de movimiento de Euler. Si un cuerpo se representa como un conjunto de partículas discretas, cada una de las cuales se rige por las leyes del movimiento de Newton, las ecuaciones de Euler pueden derivarse de las leyes de Newton. Sin embargo, las ecuaciones de Euler pueden tomarse como axiomas que describen las leyes del movimiento de los cuerpos extendidos, independientemente de cualquier distribución de partículas[7].

Fórmula de la primera ley del movimiento de newton

Sir Isaac Newton trabajó en muchas áreas de las matemáticas y la física. Desarrolló las teorías de la gravitación en 1666, cuando sólo tenía 23 años. En 1686, presentó sus tres leyes del movimiento en los «Principia Mathematica Philosophiae Naturalis».

La primera ley de Newton establece que todo objeto permanecerá en reposo o en movimiento uniforme en línea recta a menos que se vea obligado a cambiar de estado por la acción de una fuerza externa. Esta tendencia a resistirse a los cambios en un estado de movimiento es la inercia. No hay ninguna fuerza neta que actúe sobre un objeto (si todas las fuerzas externas se anulan entre sí). Entonces el objeto mantendrá una velocidad constante. Si esa velocidad es cero, el objeto permanece en reposo. Si una fuerza externa actúa sobre un objeto, la velocidad cambiará debido a la fuerza.

Supongamos que tenemos un avión en un punto «0» definido por su ubicación X0 y el tiempo t0. El avión tiene una masa m0 y se desplaza con una velocidad V0. Una fuerza externa F al avión mostrado arriba lo mueve al punto «1». La nueva ubicación del avión es X1 y el tiempo t1.

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