Cinemática y Leyes de Newton: Fundamentos y Aplicaciones

Cinemática

Parte de la física que describe el movimiento de un objeto sin tener en cuenta las causas que lo producen.

Sistema de referencia

Para determinar la posición de un punto en cualquier instante, es necesario fijar otro punto en el espacio como punto de referencia.

Aristóteles y Galileo

Aristóteles decía que las sustancias estaban constituidas por 4 elementos: fuego, tierra, agua y aire. Según él, un cuerpo solo se mantiene en movimiento mientras actúe una fuerza sobre él. Galileo estableció los fundamentos de la dinámica, donde todos los cuerpos caen con la misma aceleración y el reposo y movimiento son estados relativos del cuerpo.

Leyes de Newton

1. Primera ley de Newton (Principio de la inercia)

"Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza o la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es nula, el cuerpo está en reposo o se mueve con un MRU".

2. Segunda ley de Newton. Ley de la gravedad

"La resultante de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es igual al producto de la masa por la aceleración".

3. Tercera ley de Newton (Principio de acción y reacción)

"Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro cuerpo (acción), el segundo ejerce una fuerza sobre el primero del mismo módulo, misma dirección y de sentido contrario que es la reacción". La acción y la reacción actúan sobre cuerpos distintos.

Sistema de referencia inercial

Un sistema de referencia es inercial si se cumple el principio de inercia, en los inerciales se cumplen las leyes de Newton.

Módulo

Es el producto de la masa por el módulo de la velocidad.

Dirección y sentido

La dirección es tangente a la trayectoria en cada punto y sentido del movimiento.

Movimiento lineal

Si la resultante de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo o un sistema es nula, su movimiento lineal permanece constante.

Aplicaciones de las leyes de Newton: Peso, fuerza, rozamiento, tensión, elástica.

Fuerza gravitatoria

Es la más débil de las interacciones y se caracteriza por ser atractiva.

1. Ley de la gravitación universal

"La fuerza gravitatoria con que se atraen dos cuerpos es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos".

2. Aceleración de la gravedad

Para un cuerpo puntual de masa situada a una distancia de la superficie de un cuerpo esférico de una masa y un radio.

3. Peso

El peso de un cuerpo en un punto es la fuerza gravitatoria que actúa sobre él.