Clase #5 - Dinámica - 2022

ESCUELA DE SUBOFICIALES DE LA ARMADA
ASIGNATURA: FÍSICA CURSO: 1º ANAU

PROFESORA: Alicia G. Giles
UNIDAD N° 4 - DINÁMICA
La dinámica es la parte de la física que estudia las relaciones entre los movimientos de los cuerpos y las causas que lo provocan.
La dinámica está cimentada en tres leyes o principios de Newton, que permiten explicar el movimiento de los cuerpos.
1- Primera ley o principio de inercia
“Todo cuerpo tiende a permanecer en reposo o animado con movimiento rectilíneo uniforme, a menos que actúe sobre él una fuerza
exterior que modifique esos estados.”
¿Qué es la inercia? Es la resistencia que oponen los cuerpos al cambio de movimiento a causa de su masa (cantidad de materia que
tiene un cuerpo).
Por lo tanto, si no existe una fuerza externa el cuerpo permanece en reposo, se acelera, se frena, o cambia la dirección del
movimiento.
El uso del “air bag” es una aplicación del principio de inercia.
2 - Segunda ley o principio de masa
“Siempre que sobre un cuerpo se ejerza una fuerza exterior, originará una aceleración en su propia dirección y sentido, que es
proporcional a la intensidad de la fuerza e inversamente proporcional a la masa del cuerpo.”
Matemáticamente el principio se expresa: F

a=
m
a- Si se mantiene constante la masa, la aceleración es directamente proporcional a la fuerza aplicada. Además la aceleración siempre
tiene la misma dirección y sentido que la fuerza.
b- Si se mantiene constante la fuerza aplicada, la aceleración es inversamente proporcional a la masa.
Unidades
En el sistema internacional, SI, las unidades de Fuerza, masa y aceleración son:
MAGNITUD SI
Aceleración (a) m
s2
Fuerza (F) kg .m
=
N s2
Masa (m) kg
Peso y masa de un cuerpo
La segunda ley de la dinámica puede hacerse extensiva al concepto de peso un cuerpo: P = m.g
La fórmula indica por un lado, que el peso de una masa es la fuerza con que la Tierra la atrae y por otro que los cuerpos caen
libremente con una aceleración g constante, llamada aceleración de la gravedad

( g=9,8 ms )
2
. En el siguiente cuadro se visualizan
las diferencias entre peso y masa:
Masa Peso
Cantidad de materia Fuerza con que
que tiene un cuerpo; la Tierra atrae a
medida de la inercia los cuerpos.
del mismo.
Magnitud escalar Magnitud
vectorial
Invariable con el lugar Variable con el
lugar.
m P=m.g
Tercera ley o principio de acción y reacción
“Si un cuerpo ejerce una fuerza (acción) sobre otro, éste responde con otra fuerza de la misma intensidad (reacción), pero de sentido
contrario,”
Las características de ambas fuerzas son: se originan y desaparecen juntas, están aplicadas sobres cuerpos distintos y son
independientes del estado de movimiento de un cuerpo.
Algunos ejemplos aplicativos de este principio son: el disparo de un arma de fuego, un cuerpo colgado de un resorte, el lanzamiento
de un cohete al espacio, un patinador apoyado sobre una pared o una raqueta de tenis golpeando a una pelota.
1
Trabajo mecánico
Se puede entender como trabajo mecánico a la transmisión de energía que se

produce cuando una fuerza aplicada a un cuerpo le provoca un desplazamiento
en la misma dirección y sentido del movimiento. Ejemplo: cuando se eleva un
cuerpo, se comprime o estira un resorte, etc.
L=F.d
El trabajo es una magnitud escalar que es independiente del tiempo en que se

realice. La unidad en el Sistema Internacional es:
SI
Trabajo (L)
J (joule) = N.m
El trabajo es nulo cuando: el desplazamiento (d) es nulo, o si la fuerza es perpendicular al desplazamiento. No debe confundirse,
entonces, la sensación de cansancio físico, o esfuerzo al sostener un peso o trasladarlo horizontalmente con trabajo mecánico. El
concepto de trabajo en física está relacionado con el cambio de posición que sufre el cuerpo al actuar sobre él una fuerza externa.
Energía
La energía es la capacidad de un cuerpo para producir trabajo.

La energía es una magnitud escalar, cuyas unidades de medida coinciden con las de trabajo mecánico.
La propiedad que posee la energía es que puede transmitirse de un cuerpo a otro e incluso cambiar de forma pero no puede ser
creada ni destruida.
Pueden citarse algunos ejemplos de las relaciones entre trabajo y energía:
 Un automóvil puede desplazarse debido a una transformación de energía.

 Una represa hidroeléctrica aprovecha la energía potencial del agua para transformarla en energía eléctrica, para uso
industrial o particular.
 Un acumulador o batería eléctrica transforma la energía química en energía eléctrica.
 Un resorte o elástico transforma la energía potencial elástica en movimiento para volver a la posición inicial, etc.
Tipos de energía
La energía puede presentarse de diversas formas: elástica (resorte), química (pila), eléctrica, solar, nuclear (fusión o fisión nuclear),
térmica (calor), geotérmica, sonora, mecánica, etc.
La energía mecánica es la suma de la energía potencial gravitatoria y elástica y la energía cinética.
Em=E pg + E pe + E c
Cuando las fuerzas son conservativas, la energía mecánica se conserva: si el cuerpo cae, su energía potencial gravitatoria se
transforma en cinética y si sube se produce la transformación inversa.
La unidad de energía en el Sistema Internacional es la misma que en el Trabajo Mecánico, es decir, Joule.
Potencia mecánica
En la vida diaria es esencial tener en cuenta el tiempo que insume realizar un determinado trabajo mecánico, de allí que se define
L F.d
=
W= t t . Por lo tanto la potencia mecánica mide la velocidad para realizar el trabajo o bien la eficiencia de una máquina.
J
Es una magnitud escalar cuya unidad en el Sistema Internacional es el watt: w = s .
En la práctica se utilizan otras unidades: CV (caballo vapor),HP (horse power):
La unidad k. Wh (kilowatt-hora) es unidad de trabajo o energía:
Práctica de Dinámica
1- ¿Cuál es la masa de un cuerpo sabiendo que cuando sobre él actúa una fuerza de 15 N, tiene una aceleración de 3
m/s2? Rta: 5kg
2- ¿Qué fuerza debe aplicarse sobre un cuerpo de masa 6 kg para obtener una aceleración de 2,1 m/s 2? Exprésela en N
→ →
y kg Rta: 12,6 N ; 1,28 kg
3- ¿Qué aceleración tiene un cuerpo de masa 8 kg cuando se le aplica una fuerza constante de 300 N? Rta: 37,5 m/s 2
4- ¿Cuál es el peso de un cuerpo en la Tierra, si su masa es 45 kg? Rta: 441 N
2
5- ¿Cuál es la masa de un cuerpo, sabiendo que su peso es 890 N?
6- Un cuerpo es accionado por una fuerza constante de 650 N, que le imprime al mismo una aceleración a = 2,2 m/s2, en
su misma dirección y sentido, Calcule: a) la masa del cuerpo, b) el peso del cuerpo en la Tierra.
7- Enuncie el concepto de potencia mecánica, la fórmula que permite calcularla y la unidad de medida en el sistema
MKS.
8- Un cuerpo es arrastrado 10 m por una superficie horizontal sin rozamiento mediante una fuerza constante F=780 N,
que forma un ángulo de 32° con la dirección del movimiento, adquiriendo cierta velocidad. Calcule el trabajo efectuado
por la fuerza y explique en qué magnitud física se transforma el mismo.
9- Un avión, cuya masa es 5000 kg, vuela a una altura de 8000 m sobre la superficie terrestre, a una velocidad de 240
m/s. Calcule la energía mecánica del avión.
10- Halle el peso de una motocicleta de 125 kg de masa. Expréselo en N y

⃗k g.
11- Marque la opción correcta:

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1- Primera ley o principio de inercia

2 - Segunda ley o principio de masa

Matemáticamente el principio se expresa: F

En el sistema internacional, SI, las unidades de Fuerza, masa y aceleración son:

Peso y masa de un cuerpo

libremente con una aceleración g constante, llamada aceleración de la gravedad

Tercera ley o principio de acción y reacción

Se puede entender como trabajo mecánico a la transmisión de energía que se

El trabajo es una magnitud escalar que es independiente del tiempo en que se

La energía es la capacidad de un cuerpo para producir trabajo.

 Un automóvil puede desplazarse debido a una transformación de energía.

En la práctica se utilizan otras unidades: CV (caballo vapor),HP (horse power):

La unidad k. Wh (kilowatt-hora) es unidad de trabajo o energía:

10- Halle el peso de una motocicleta de 125 kg de masa. Expréselo en N y

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