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Dinámica de la partícula
El propósito de la dinámica es predecir el
comportamiento futuro de un sistema, en particular de una partícula cuando son
conocidas las fuerzas y las restricciones que actúan sobre ella y se conoce el
presente. Este conocimiento se da en la forma llamada “condición inicial”. Para
una partícula este se expresa en suponer conocidas la posición y velocidad
inicial de ella. Como veremos este propósito es logrado mediante la
llamada Mecánica Clásica, salvo excepcionalmente para sistemas que tienen
comportamiento caótico y que están fuera del alcance de este curso. Para
estudiar el movimiento de un cuerpo puede escogerse algún sistema de referencia
arbitrario y entonces el estudio es relativo a ese sistema de referencia. Para
hacer dinámica, elección del sistema de referencia adecuado no es arbitraria,
en necesario utilizar sistemas inerciales de referencia, concepto que se
explica más adelante.
1. Leyes de Newton
Desde los tiempos de Galileo se ha reconocido que no es necesario
aplicar fuerzas para mantener el movimiento de los cuerpos. Esto evidentemente
choca con lo observado diariamente puesto que si se dejan de aplicar fuerzas,
los cuerpos se detienen. El problema está en que en realidad no se han dejado
de aplicar todas las fuerzas. Normalmente existen fuerzas, llamadas de roce que
están presentes y cuya tendencia es frenar los cuerpos. Es difícil eliminarlas,
pero si se logra, entonces el movimiento se mantiene. Sin embargo hay otros detalles.
Se mantiene pero ¿respecta qué sistema de referencia?
1. 1. Primera ley de Newton
La primera ley de Newton suele enunciarse así. Si un cuerpo no está sometido
a fuerzas, se mueve con velocidad constante o permanece en reposo. El problema
que es que así enunciada, no puede estar correcta. Si ello es cierto en algún
sistema de referencia, inmediatamente deja de ser cierto si el observador está
en un sistema acelerado respecto al primero, ver figura. Por ello, para
mantenerla, se han definido sistemas de referencia especiales donde ella es
cierta.
1.2.
Sistema inercial de referencia
1.3. Segunda
ley de Newton
1.4.
Principio de equivalencia
1.5. Sobre
las fuerzas
1.6.
Fuerzas de acción a distancia
1.7.
Fuerzas de contacto
1.8. La
fuerza de roce estática
1.9. Fuerza
de roce cinética
1.10.
Tercera ley de Newton
1.11.
Definiciones
2. Teoremas
3. Paréntesis matemático. Derivadas y diferenciales
4. Fuerzas conservativas (C) y no conservativas (NC)
5. Sobre la energía
6. Movimiento armónico simple
