DINÁMICA

DINÁMICA

La dinámica siendo parte de la Mecánica es la que estudia la causa que produce los movimientos del cuerpo o los cambios de estados físicos.sus magnitudes son vectoriales

La dinámica tiene 3 conceptos básicos: La fuerza, La masa y La aceleración

Fuerza: Podemos definir lo como todo aquello capaz  de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo, como cambiar su velocidad.

Masa: Es la cantidad de materia  que tiene un cuerpo, lo cual me indica que tan difícil seria acelerar o frenar un cuerpo en movimiento, la masa tiene una magnitud escalar.

Aceleración: Es cierta cantidad que me indica en que tanto está variando mi velocidad.

Como venimos diciendo la dinámica es la que estudia la causa que originan los movimientos de los cuerpos por ende las leyes de Newton explica estos movimientos de los cuerpos.

Leyes de Newton

Primera ley de Newton( ley de inercia):

Esta ley explica que todo cuerpo que no se le aplique o no actué alguna fuerza o su fuerza resultante es nulo, este permanece en reposo con un movimiento rectilíneo y uniforme, a no ser que se vea obligado a cambiar por alguna fuerza que actué sobre él.

Segunda ley de Newton (ley de la dinámica):

Esta ley explica que si todo cuerpo se le aplica o se le somete a una fuerza resultante  poseerá un movimiento acelerado que dependerá su masa.

Tercera ley de Newton (principio de acción y reacción):

Esta ley o principio trata si un cuerpo 1 aplica fuerza sobre un cuerpo 2, esta acción es simétrica, ya que el cuerpo 2 ejerce la misma fuerza que el cuerpo 1 solo que en diferente dirección, pero actúan en cuerpos distintos.

F12=-F21

El peso(m )

Es la fuerza de gravedad cerca de la superficie de la tierra, ejemplo como cuando se cae una manzana de un árbol esa fuerza que la hace caer hacia la superficie de la tierra es el peso del objeto o cuerpo.

La Fuerza Normal

Es la fuerza de reacción perpendicular a la superficie de contacto.

Tensión

Es el estado de cuerpo que está sometido a fuerzas opuestas que lo atraen.

Fuerzas de Rozamiento

Esta fuerza aparece cuando hay dos cuerpos en contactos y es una fuerza muy importante cuando estamos estudiando los movimientos de un cuerpo o mejor la dinámica, Existe dos fuerza de rozamiento la estática y la dinámica, por ejemplo: si movemos un refrigerador con una fuerza pequeña el refrigerador no se va a mover debido a la fuerza de rozamiento estática que se opone al movimiento, pero si aplicas más fuerza hasta poder mover el refrigerador entonces la fuerza de rozamiento viene a ser dinámica. La magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contacto es proporcional a la normal entre esos cuerpos, es decir:

Fr= μ*N

Diagrama de cuerpo libre

Es muy útil a la hora de resolver problemas de dinámica, mas aun cuando existe mas de un cuerpo, para representarlo sólo hay que ir dibujando para cada cuerpo por separado, las fuerzas que actúan sobre él,como en la imagen:

Fuerza centrípeta 

Es la fuerza o a la componente de la fuerza que actúa sobre un objeto en movimiento sobre una trayectoria curvilínea y que está dirigida hacia el centro de curvatura de la trayectoria.

|F⒞ |=m.|ac ⃗ |

|ac￫|=ω^2*R

atg=|α ⃗ |.R

ac=aceleración centrípeta

atg=aceleración tangencial

R=radio

ω=velocidad angular

α=velocidad tangencial

F⒞= Fuerza centrípeta

m= Masa

Fuerza Centrifuga 

Es una fuerza imaginaria que aparece cuando se explica el movimiento de un cuerpo en un sistema de referencia en rotación.

Fcf= Fuerza centrifuga

m= masa

ω=velocidad angular

r= posición respecto al eje de rotación 

Estática

Como rama de la mecánica clásica esta analiza las cargas  y estudia el equilibrio de fuerzas en los sistemas físicos en equilibrio estático, esto quiere decir, que en un estado en el que las posiciones relativas de los subsistemas su tiempo no va a variar.

Condiciones básicas del equilibrio:

1) El resultado de la suma de fuerzas es nulo

2) El resultado de la suma de los momentos respecto a un punto es nulo

Esquema de fuerzas y momentos en una viga en equilibrio

La estática se aplica en el análisis de las estructuras, por ejemplo, en la arquitectura e ingeniería estructural y la ingeniería civil. La resistencia de los materiales es un campo relacionado de la mecánica que depende en gran medida de la aplicación del equilibrio estático. También podemos aplicarla para saber la estabilidad de un cuerpo en un punto relativo. 

EJERCICIOS DE DINÁMICA

1.- Determinar la fuerza neta que ejerce a un bloque de 5kg que se mueve en linea recta durante 5seg, partiendo del reposo y llegando con velocidad de 10m/s a su punto final.

2.-Hay 2 cuerpos que están en equilibrio sujetos a una polea. Determinar la fr del cuerpo 1 y la normal,el peso, fuerza de (T ) ⃗ , μ=0,3

                                                           

           

Calcular la masa de C2

          

3.- Cual seria el (μ)￫ necesario para mantener el equilibrio de 2 cuerpos que se montan en el diagrama.

      

                        Cuerpo 1

                                 Cuerpo 2

4.- A través de una polea que permanece inmóvil pasa una cuerda de las cuales están suspendidas 3 masas de 2kg cada una. Encuentre la aceleracion del sistema y la Tensión de la cuerda que une las cargas Ay B

           

                 

                     

                                         

5.- Un ascensor que pesa 8 toneladas está sometido a una aceleración dirigida hacia arriba de 1m/s2.

a) Calcular la tensión del cable que lo sostiene.

b) ¿Qué fuerza vertical hacia arriba ejercerá el ascensor sobre un viajero que pesa 80 kg? 

                                                                           

a) mg-T=ma

    T=mg-ma

    T=m(g-a)

    T=8000kg(9,8 m⁄s^2 -(-1 m⁄s^2 )                               8t*1000kg/1t=8000kg

    T=8000(10,8 m⁄s^2 )

    T=86400N

                                                                    

b) mg-T=ma

    T=mg-ma

    T=m(g-a)

    T=80kg(9,8 m⁄s^2 -(-1 m⁄s^2 )

    T=80(10,8 m⁄s^2 )

    T=864N

                                                             

4.-Un bloque de 16 kg y otro de 8 kg se encuentran sobre una superficie horizontal sin rozamiento unidos por una cuerda A y son arrastrados sobre la superficie por una segunda cuerda B, adquiriendo una aceleración constante de 0.5 m/s2. Calcúlese la tensión de cada cuerda.

Nota: la '','' se la representa como separador de decimales, el ''.'' separador de miles