Fundamentos de la Mecánica Newtoniana: Fuerza, Movimiento y Dinámica del Cuerpo Rígido

Fuerza: Causa de que un cuerpo cambie su velocidad o se deforme. Es un vector (Punto de aplicación: donde aplicamos la fuerza, Dirección: dirección de aplicación de la fuerza, Módulo: Newton Kg: 1kg=9.8 N~10N) KILO=peso de la masa de 1Kg. Masa=Kg Peso=Kilos

Leyes de Newton

Primera Ley de Newton (Ley de la Inercia)

Todo cuerpo tiende a mantener su estado de reposo o velocidad constante siempre y cuando no haya fuerzas aplicadas sobre él, o bien que la suma de las fuerzas sea 0. Los cuerpos tienden a estar quietos o a velocidad constante. Esto se llama INERCIA. La causa de esta es la masa del cuerpo.

Segunda Ley de Newton (Ecuación Fundamental de la Mecánica)

Si aplico una fuerza en un cuerpo, la aceleración tendrá la misma dirección y sentido. Se cumple la ley, pero tiene que ver con el cuerpo, esta constante se llama Masa. El Sumatorio de las fuerzas= Fuerza resultante o Fuerza total.

Tercera Ley de Newton (Acción y Reacción)

Interacción entre dos cuerpos que se aplican fuerzas mutuamente (Fr, Fa): por contacto o por fuerzas de la naturaleza (gravitatorias, electromagnéticas, nucleares). Tendrán mismo módulo y dirección, pero sentido opuesto. Acción-reacción.

Conceptos Adicionales

Centro de Masa

Punto que se mueve como si sobre él estuvieran aplicadas todas las fuerzas que originalmente están aplicadas en el cuerpo. Acm= Sumatorio F/m.

Fuerzas en el Cuerpo Humano

Fuerzas internas: dentro del cuerpo, Fuerzas externas: suelo (Fuerza de reacción), Aire (Fuerzas aerodinámicas), Agua (Fuerzas hidrodinámicas). El rozamiento entre superficies produce aceleración del CM. Si la suma de la fuerza es distinta de 0 hay Acm, sino no.

Movimiento Lineal

p=mVcm= Ns Teorema del Impulso Mecánico: el impulso total aplicado en un cuerpo es igual a la variación del momento lineal de ese cuerpo.

Dinámica del Sólido Rígido

Principio de Transmisibilidad: Una fuerza aplicada a un S.R. es independiente del punto de aplicación de la fuerza a lo largo de su línea de acción. El efecto que produce una fuerza en un cuerpo rígido es independiente de dónde apliquemos esa fuerza a lo largo de su línea de acción. Las fuerzas aplicadas en un sólido rígido son vectores deslizantes.

Momento de Fuerza Respecto de un Punto

Esta magnitud expresa la cantidad de rotación que la fuerza produce en ese cuerpo respecto al punto. El brazo de palanca es la distancia mínima desde el punto a la línea de aplicación de la fuerza ("b"). Cantidad de rotación aplicada por F respecto a 0. Cuando la línea de aplicación F pasa por el punto 0 el momento es 0. Cuando el brazo de palanca es 0 el momento es 0. El máximo momento cuando el brazo es máximo o cuando r y F son perpendiculares.

Momento de Fuerza Muscular

Si la proyección de la fuerza muscular en un plano anatómico tiene momento de fuerza respecto al centro articular producirá rotación al eje perpendicular del plano.

Momento de Inercia

El momento de inercia de un cuerpo respecto a un eje aumenta cuando las masas de ese cuerpo se separan del eje. Cuanto mayor es la distancia más masa habrá. En un cuerpo articulado como es el cuerpo humano el momento de inercia respecto de un eje es variable (porque puede cambiar la postura).