Fundamentos de Dinámica y Leyes de Newton en Física

Dinámica

Las Leyes de Newton

• Primera Ley de Newton (Ley de la Inercia): Cuando un cuerpo está en reposo o se mueve con movimiento rectilíneo y uniforme (MRU), es porque ninguna fuerza actúa sobre él o la suma de las fuerzas que actúan sobre él es igual a cero.
  ΣF = 0 ⇔ v = cte.
• Segunda Ley de Newton (Ley Fundamental de la Dinámica): La resultante de las fuerzas aplicadas a un cuerpo le ocasiona una aceleración directamente proporcional a dicha resultante e inversamente proporcional a la masa inerte del cuerpo.
  ΣF = m · a
• Tercera Ley de Newton (Ley de Acción y Reacción): Siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, este ejerce una fuerza igual sobre el primero y de sentido contrario. Estas fuerzas son simultáneas y actúan sobre cuerpos diferentes.

Conceptos de Movimiento y Fuerza

• Cantidad de movimiento (o momento lineal): De un cuerpo, es el producto de su masa por su velocidad. Mide la capacidad de un cuerpo de producir efectos en otros cuerpos.
  p = m · v
• Principio de conservación de la cantidad de movimiento: En ausencia de fuerzas exteriores, la cantidad de movimiento de un cuerpo o sistema permanece invariable.
• El peso: El peso de un cuerpo es la fuerza con la que la Tierra lo atrae.
  P = m · g
• Tensiones: A las fuerzas de acción y reacción ejercidas sobre una cuerda las llamamos tensiones.

Gravitación y Fuerzas Elásticas

• Ley de Gravitación Universal de Newton: La fuerza de atracción que aparece siempre entre dos cuerpos con masa aumenta proporcionalmente al producto de sus masas y disminuye proporcionalmente al cuadrado de la distancia que hay entre ellas.
  F = G · (m_a · m_b) / d²
• Aceleración de la gravedad (g): Es la medida de la atracción que ejerce la Tierra sobre los cuerpos y es proporcional a la masa de la Tierra e inversamente proporcional al cuadrado de la suma del radio de la Tierra y la altura a la que se encuentra el cuerpo.
  g = G · M / (R + h)²
• Ley de Hooke: La fuerza que ejerce un muelle estirado o comprimido es directamente proporcional al estiramiento o compresión producidos.
  F = k · Δx

Fuerzas en el Movimiento Circular y Rozamiento

• Fuerza de rozamiento: Aparece siempre que un cuerpo intenta desplazarse sobre una superficie. Alcanza, en el caso de que haya movimiento, el valor F_r = μ · N y siempre se opone al movimiento.
• Fuerza centrípeta: Es la fuerza necesaria para mantener a un cuerpo girando en un movimiento circular uniforme (MCU). Es igual a:
  F_c = m · v² / R = m · w² · R