Fundamentos de la Dinámica: Leyes de Newton y Conceptos Clave

Leyes de Newton y Conceptos Fundamentales de la Dinámica

Las Leyes de Newton

1ª Ley de Newton (Principio de Inercia):

Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza, el cuerpo mantiene su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme.

2ª Ley de Newton (Principio Fundamental de la Dinámica):

La fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo, y tiene la misma dirección y sentido que esta.

3ª Ley de Newton (Principio de Acción y Reacción):

Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, llamada acción, el segundo cuerpo ejerce sobre el primero una fuerza de igual magnitud y dirección, pero en sentido opuesto, llamada reacción.

Conceptos Clave de la Dinámica

Fuerza: Interacción entre dos cuerpos o entre dos partes del mismo cuerpo que puede producir deformaciones y/o cambios de velocidad.

Magnitud Vectorial: Magnitud caracterizada por módulo, dirección y sentido. Se representa por un vector, y es necesario tenerla en cuenta al operar con fuerzas.

Fuerza Total: La fuerza resultante es la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un mismo cuerpo.

Unidad de Fuerza: En el Sistema Internacional (SI), la fuerza se mide en Newtons (N).

Peso: Fuerza de atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre un cuerpo, con dirección vertical y sentido hacia abajo.

Fuerza Normal: Fuerza que ejerce una superficie de apoyo sobre un cuerpo, con dirección perpendicular a las superficies en contacto.

Tensión: Fuerza ejercida mediante hilos, cuerdas o cadenas, con la misma dirección del hilo o cuerda.

Fuerza de Rozamiento: Fuerza que se opone al movimiento de un cuerpo sobre una superficie y/o en el interior de un fluido, con la dirección del desplazamiento y en sentido contrario a este.

Fuerza Elástica: Fuerza que ejerce un muelle o un material elástico sobre un cuerpo; es proporcional al alargamiento.

Trabajo y Energía

Trabajo: Cantidad de energía transferida a un cuerpo cuando se ejercen fuerzas que producen desplazamiento y/o deformaciones.

Ley de la Energía Cinética: El trabajo total realizado sobre un cuerpo es igual a la variación de energía cinética que experimenta dicho cuerpo.

Energía Potencial: Energía que posee un cuerpo debido a su posición o configuración.

Trabajo Exterior: El trabajo realizado al elevar un cuerpo es igual a la energía potencial gravitatoria (mgh) de dicho cuerpo.

Principio de Conservación de la Energía Mecánica: Si sobre un cuerpo solo se ejercen fuerzas conservativas, su energía mecánica permanece constante.

Potencia y Rendimiento

Potencia: Trabajo efectuado en la unidad de tiempo o la energía intercambiada en la unidad de tiempo.

Rendimiento: Relación entre la energía útil transformada y la energía consumida por un dispositivo.