Fundamentos de la Dinámica: Leyes de Newton, Tipos de Fuerza y Presión

Fundamentos de la Dinámica y las Leyes de Newton

La dinámica es el área de la física que estudia los efectos de las fuerzas sobre un sistema. Isaac Newton, en el siglo XVII, formuló las primeras leyes que fundamentaron esta rama de la física.

Las Tres Leyes Fundamentales de Newton

1. Ley de la Inercia (Primera Ley)

   Todo cuerpo permanece en Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) o en estado de reposo si no se aplica ninguna fuerza neta sobre él. La inercia se define como la resistencia que opone un cuerpo a cambiar su estado de movimiento.

2. Ley Fundamental de la Dinámica (Segunda Ley)

   Esta ley relaciona la fuerza neta que se ejerce sobre un objeto con la masa de ese objeto y con la aceleración que provoca. Su expresión matemática es: F = m · a.

3. Ley de Acción y Reacción (Tercera Ley)

   La fuerza que un cuerpo ejerce sobre un segundo cuerpo es igual en magnitud, pero de sentido contrario, a la fuerza que el segundo cuerpo ejerce sobre el primero.

Clasificación y Características de los Tipos de Fuerza

• Fuerza Gravitatoria

  Fuerza de atracción mutua que ejercen los cuerpos debido a su masa (planetas, astros, etc.). Es la responsable de atraer los cuerpos.

• Peso (P)

  Es la fuerza gravitatoria específica que ejerce un planeta sobre un cuerpo presente en su campo gravitatorio. Su fórmula es: P = m · g (donde m es la masa y g es la aceleración de la gravedad).

• Fuerza de Rozamiento (Fricción)

  Fuerza que se opone al movimiento de los cuerpos. Depende del material del cuerpo y del medio en el que esté inmerso (superficie, aire, líquido, etc.).

• Fuerza Eléctrica

  Fuerza de atracción o repulsión que se genera entre cuerpos cargados eléctricamente. Cuerpos cargados con el mismo signo (por ejemplo, + y +) se repelen, y si están cargados con signo distinto (+ y -) se atraen. Cuanto mayor es la distancia entre ellos, menor es la fuerza eléctrica de atracción o repulsión.

• Fuerza Magnética

  Fuerza de atracción o repulsión que se genera entre dos imanes o dos corrientes eléctricas. Los imanes tienen dos polos (Norte y Sur); no existen los monopolos magnéticos. Al acercar polos iguales (Sur y Sur) se repelen, mientras que polos opuestos (Norte y Sur) se atraen.

El Concepto de Presión

Las fuerzas, además de producir movimiento en un cuerpo, también pueden deformarlos. La deformación que sufre un cuerpo es indirectamente proporcional a la fuerza que se aplica, y el grado de deformación que sufre un cuerpo depende de la presión aplicada.

La presión es la relación que existe entre la fuerza aplicada y la superficie sobre la que se aplica. La presión se mide en Pascales (Pa).

Introducción a las Máquinas Simples

Las máquinas son aparatos que nos permiten realizar tareas con mayor comodidad y menos esfuerzo, permitiendo modificar la fuerza necesaria para llevar a cabo un trabajo.

Componentes clave de una máquina simple:

• Potencia: La fuerza que se aplica para que la máquina funcione.
• Resistencia: La fuerza que la máquina trata de vencer (la carga).
• Punto Fijo: El punto alrededor del cual se mueve la máquina (fulcro o eje).