Principios de la Dinámica y Leyes del Movimiento de Newton

Definición de Fuerza

Fuerza: Se define como toda acción o causa que modifica el estado de reposo o movimiento de los cuerpos, o como toda acción que produce una deformación de un cuerpo. Esta magnitud física se representa en Newtons (N).

Leyes del Movimiento de Newton

Las leyes de Newton son conocidas fundamentalmente como las Leyes del Movimiento, y existen tres principios principales:

1. Ley de la Inercia

Inercia: Es la propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en su estado de reposo o movimiento mientras no se le aplique sobre ellos alguna fuerza, o la resistencia que opone la materia al modificar su estado de reposo o movimiento.

Primera Ley de Newton: Un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza neta sobre él.

2. Ley Fundamental de la Dinámica

Segunda Ley de Newton: Cuando se aplica una fuerza a un objeto, este se acelera. Es decir, la fuerza que aplicamos es igual al producto de la masa por la aceleración que se produce. Por tanto, a mayor masa, más fuerza deberemos realizar para obtener una misma aceleración.

3. Principio de Acción y Reacción

Tercera Ley de Newton: Las fuerzas siempre se representan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta. "Para cada acción existe una reacción igual y opuesta". Un ejemplo de esto puede observarse en un accidente.

Sistemas y Componentes de las Fuerzas

Componentes Esenciales de una Fuerza

Existen cuatro componentes que deben estar incluidos en la información técnica de una fuerza:

• Módulo
• Dirección
• Sentido
• Punto de aplicación

Sistemas de Fuerzas Aplicables

Se distinguen cuatro sistemas de fuerzas que pueden aplicarse a un cuerpo:

1. Fuerzas lineales en la misma dirección y sentido.
2. Fuerzas lineales en la misma dirección y sentido contrario.
3. Fuerzas angulares.
4. Fuerzas paralelas.

Rotación y Cálculo de Fuerzas Resultantes

Momento y Par de Fuerzas

Momento de fuerzas: Se refiere a la capacidad de una fuerza para producir un giro o rotación alrededor de un punto determinado.

Par de fuerzas: Es un sistema de fuerzas paralelas, de igual intensidad y de sentido contrario, que produce un movimiento de rotación.

Aplicación del Teorema de Pitágoras

¿En qué sistema de fuerzas se aplicará el Teorema de Pitágoras? Se utiliza en el sistema de fuerzas angulares cuando entre las fuerzas aplicadas existe un ángulo. Para encontrar la fuerza resultante en estos casos, se aplica el Teorema de Pitágoras.

Fuerzas Paralelas y su Resultante

Fuerzas paralelas: Son aquellas cuyas direcciones de aplicación son paralelas entre sí, pudiendo aplicarse en el mismo sentido o en sentido contrario.

Cálculo de la resultante: Para averiguar la resultante de estas fuerzas, se debe proceder a su suma o resta. Es importante destacar que no tiene sentido físico multiplicarlas o dividirlas para este fin.