Fundamentos de la Dinámica: Leyes de Newton e Interacciones Físicas

Conceptos Fundamentales de la Dinámica

La fuerza se define como la interacción entre dos cuerpos, midiendo la intensidad de la relación que se produce entre ellos.

Leyes de Newton

• Primera Ley de Newton (Ley de Inercia): Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme (MRU) si no actúan fuerzas sobre él o si la resultante de estas es cero. Por lo tanto, un sistema es inercial cuando está en reposo o tiene MRU.
• Segunda Ley de Newton: Si sobre un cuerpo actúa una fuerza, este se moverá con aceleración y modificará su cantidad de movimiento o momento lineal. La fuerza aplicada sobre un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración que produce.
• Tercera Ley de Newton (Acción y Reacción): Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, este ejerce otra fuerza igual y de sentido contrario sobre el primero.

Masa, Peso y Cantidad de Movimiento

• Cantidad de movimiento: Se define como el producto de la masa del cuerpo por su velocidad.
• Masa y peso: El peso de un cuerpo es la fuerza con la que la Tierra lo atrae; es una magnitud vectorial de dirección vertical y sentido hacia el centro de la Tierra. La masa es una magnitud escalar de valor constante, que se mide con una balanza por comparación con otras masas patrón.
• Impulso mecánico: Es igual a la variación del momento lineal.

Interacciones Fundamentales

• Interacción nuclear fuerte: Es la más intensa, pero de corto alcance (interior del núcleo de los átomos). Mantiene unidos a los protones y neutrones.
• Interacción electromagnética: Es la segunda en intensidad. Actúa sobre partículas cargadas eléctricamente. Puede ser de atracción o de repulsión y es la responsable de que la materia permanezca unida.
• Interacción nuclear débil: Es de corto alcance y solo se aprecia en el núcleo de los átomos. Es la responsable de fenómenos radiactivos.
• Interacción gravitatoria: Es la más débil. Es siempre de atracción entre todas las masas y su alcance es ilimitado. Es responsable de la estructura del universo.

Ley de Gravitación Universal

Dos cuerpos cualesquiera del universo se atraen mutuamente con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que existe entre sus centros.