Fundamentos de la Dinámica: Fuerzas, Leyes de Newton y Efectos

Fórmulas Clave:

• F = m · a (Fuerza = masa × aceleración)
• P = m · g (Peso = masa × gravedad)

Conceptos Fundamentales

Peso: Es la fuerza vertical y hacia abajo que la Tierra ejerce sobre todos los cuerpos, atrayéndolos hacia su centro.

Fuerza: Es toda causa capaz de modificar el estado de movimiento de un cuerpo o de producir deformaciones.

Leyes de Newton

Primera Ley: Ley de la Inercia

Todo cuerpo permanecerá en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme a no ser que una fuerza externa actúe sobre él.

Segunda Ley: Ley Fundamental de la Dinámica

La fuerza aplicada sobre un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración que este experimenta.

Tercera Ley: Principio de Acción-Reacción

Toda fuerza produce una fuerza igual pero de sentido contrario.

Cuarta Ley: Ley de la Gravitación Universal

Dos cuerpos se atraen entre sí por el hecho de tener masa y de encontrarse a una distancia determinada.

Diferencias Clave

Masa: Cantidad de materia que tiene un cuerpo (kg, g...). Es una magnitud escalar.

Peso: Fuerza vertical y hacia abajo que atrae a los objetos hacia el centro de la Tierra (Newton). Es una magnitud vectorial.

Tipos de Fuerzas

1) Fuerzas de Contacto

Es necesario el contacto para que se produzca la fuerza.

• Fuerza Elástica: Es la fuerza que los cuerpos elásticos ejercen para recuperar su forma original.
• Tensión: Es la fuerza producida cuando un cuerpo tira de otro.
• Fuerza de Rozamiento: Propia de las superficies y se opone al movimiento.

2) Fuerzas a Distancia

No es necesario el contacto para que se produzca la fuerza.

• Fuerza Gravitatoria: Fuerza con la que la Tierra atrae a los objetos.
• Fuerza Magnética: Fuerza que permite a los imanes atraer a los metales.
• Fuerza Eléctrica: Cargas opuestas (+ -) se atraen, cargas iguales (- - o + +) se repelen.

Unidades en Problemas de Fuerzas

En los problemas de fuerzas, las unidades siempre son:

• Fuerza (F): Newton (N)
• Masa (m): Kilogramo (Kg)
• Aceleración (a): metro por segundo al cuadrado (m/s²)

Efectos de las Fuerzas

Efecto Dinámico

Cambiar el estado de movimiento (acelerar, girar, frenar).

Efecto Estático

Deformar el cuerpo (compresión, flexión, tensión, rotura).

Tipos de Cuerpos

• Rígidos: No se deforman (piedra, mesa...).
• Elásticos: Se deforman cuando la fuerza actúa, pero recuperan su forma original cuando la fuerza desaparece (muelle, esponja...).
• Plásticos: Se deforman cuando actúa la fuerza y no recuperan su forma original cuando la fuerza desaparece (folio, huevo...).