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Dinámica de una partícula - Coggle Diagram
Dinámica de una partícula
Fuerza de fricción
La fuerza de fricción es realmente la oposición al movimiento de los cuerpos y se da en todos los medios conocidos (sólidos, líquidos y gaseosos). Atendiendo a que las superficie de los cuerpos en contacto no son idealmente lisas es imposible desaparecer esta fuerza, que en unos casos resulta necesaria reducir y en otros aumentar, ya que la fricción es una fuerza con sentido contrario a la fuerza aplicada.
De no ser por la existencia de esta fuerza, no podriamos detenernos una vez puestos en marcha: los vehículos no avanzarían, pues la fricción sirve de apoyo a las ruedas para impulsarse y en su ausencia solo girarían sin avanzar.
fe=nN
En que fe es la fuerza de fricción estática, n es el coeficiente de fricción estática y N la fuerza normal que en el caso de superficie horizontal es el peso.
fc=hN
fc es la fuerza de fricción cinética, h coeficiente de fricción cinética y N la fuerza normal siempre para superficies en contacto.
N = mg
Leyes de newton
Primera ley de Newton: ley de la inercia
La ley de la inercia o primera ley postula que un cuerpo permanecerá en reposo o en movimiento recto con una velocidad constante, a menos que se aplique una fuerza externa.
Si la suma de las fuerzas (Σ F) aplicadas sobre un cuerpo es igual a cero, entonces el cambio en su velocidad con respecto al tiempo (dv/dt), también será igual a cero.
Segunda ley de Newton: ley fundamental de la dinámica
La ley fundamental de la dinámica, segunda ley de Newton o ley fundamental postula que la fuerza neta que es aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere en su trayectoria.
La fórmula de la segunda ley de Newton es:
F igual a m a s a. espaço a c e l e r a c i ó n igual a m. espaço a
Tercera ley de Newton: principio de acción y reacción
El postulado de la tercera ley de Newton dice que toda acción genera una reacción igual, pero en sentido opuesto.
La fórmula de ley de acción y reacción es:
La fuerza del cuerpo 1 sobre el cuerpo 2 (F1-2), o fuerza de acción, es igual a la fuerza del cuerpo 2 sobre el cuerpo 1 (F2-1) , o fuerza de reacción. La fuerza de reacción tendrá la misma dirección y magnitud que la fuerza de acción, pero en sentido contrario a esta.
Magnitudes cinemáticas
Supongamos que el movimiento tiene lugar en el plano XY. Situamos un origen y unos ejes y representamos la trayectoria del móvil, es decir, el conjunto de puntos por los que pasa el móvil. Las magnitudes que describen un movimiento curvilíneo son:
Vector posición.
Vector velocidad
El vector velocidad media, se define como el cociente entre el vector desplazamiento −→ΔrΔr→ y el tiempo que ha empleado en desplazarse Δt.
<→v>=→r'−→rt'−t=−→ΔrΔt<v→>=r→'−r→t'−t=Δr→Δt
Componentes tangencial y normal de la aceleración
Las componentes rectangulares de la aceleración no tienen significado físico, pero si lo tienen las componentes de la aceleración en un nuevo sistema de referencia formado por la tangente a la trayectoria y la normal a la misma.
Se dibujan los ejes horizontal X y vertical Y.
Se calculan las componentes rectangulares de la velocidad y de la aceleración en dicho instante. Se representan los vectores velocidad y aceleración en dicho sistema de referencia.
Se dibujan los nuevos ejes, la dirección tangencial es la misma que la dirección de la velocidad, la dirección normal es perpendicular a la dirección tangencial.
Con la regla y el cartabón se proyecta el vector aceleración sobre la dirección tangencial y sobre la dirección normal.
Se determina el ángulo θ entre el vector velocidad y el vector aceleración, y se calcula el valor numérico de dichas componentes: at=a cosθ y an=a sinθ
Momento angular de un punto material
Se define el momento angular o cinético de una partícula material respecto a un punto O como el momento de su cantidad de movimiento, es decir, el producto vectorial de su vector de posición por su momento lineal:
L→=r→×p→=r→×m·v→
Donde:
L→ : Momento angular o cinético del cuerpo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el kg·m2·s-1
r→ : Vector de posición del cuerpo respecto al punto O
p→ :Cantidad de movimiento del cuerpo. También se le conoce como momento lineal. Es el producto de la masa del cuerpo (m), medida en el Sistema Internacional (S.I) en kg, por su velocidad ( v→ ), medida en m/s. Su unidad de medida por tanto, en el Sistema Internacional, es el kg·m·s-1
El momento angular de una partícula L respecto a O es perpendicular al plano formado por v y p. Su sentido se determina por la regla de la mano derecha.
