Principis de la Dinàmica: Forces, Moviment i Deformacions
Enviado por Chuletator online y clasificado en Física
Escrito el en 
catalán con un tamaño de 5,1 KB
Idees d'Aristòtil sobre el Moviment (Segle IV aC)
En el segle IV aC, Aristòtil va reflexionar sobre el moviment i va afirmar el següent:
- L'estat natural dels cossos és el repòs.
- Tot cos que es mou és mogut per un altre cos.
Això va ser la conseqüència directa de l'observació dels moviments quotidians. Per exemple, entre un cos i un pla inclinat hi ha una força de fregament que frena el moviment, portant-lo eventualment al repòs.
Principis de la Dinàmica d'Isaac Newton
Isaac Newton va expressar les seves conclusions en tres principis fonamentals, coneguts com els principis de la dinàmica o Lleis de Newton:
Primer Principi de la Dinàmica (Llei d'Inèrcia)
Quan la força neta que actua sobre un cos és zero, el cos manté el seu estat de moviment: si estava en repòs, continua en repòs, i si estava en moviment, es continuarà movent amb Moviment Rectilini Uniforme (MRU).
Segon Principi de la Dinàmica (Llei Fonamental)
Quan sobre un cos actua una força neta, aquesta li provoca una acceleració en la mateixa direcció i sentit que la força. La relació s'expressa com: F = m × a (Força = massa × acceleració).
Si sobre un cos actua més d'una força, el principi s'expressa considerant la resultant de totes les forces: ΣF = m × a (Sumatori de forces = massa × acceleració).
Tercer Principi de la Dinàmica (Principi d'Acció i Reacció)
Quan un cos exerceix sobre un altre una força anomenada acció, el segon respon amb una força igual en magnitud i de sentit contrari anomenada reacció. Les forces sempre apareixen per parells (interacció).
Tipus de Forces Comunes en Dinàmica
La Força Pes (P)
El pes d'un cos és la força amb què la Terra (o un altre cos celeste) l'atrau a causa de la gravetat. Quan un cos cau lliurement per acció del seu pes, es mou amb l'acceleració de la gravetat (g), que a la superfície de la Terra és aproximadament 9,8 m/s².
La fórmula del pes és: P = m × g (Pes = massa × acceleració de la gravetat).
La Força Normal (N)
La força normal (N) és una força de reacció que exerceix una superfície sobre un cos que hi està recolzat. Aquesta força és sempre perpendicular a la superfície de contacte i actua en sentit oposat a la força que el cos exerceix sobre la superfície. (Nota: Normal significa perpendicular). Si la força normal no compensa adequadament altres forces perpendiculars al pla, es produeix un desequilibri en aquesta direcció.
La Força de Fregament (Ff)
La força de fregament és una força que sempre s'oposa al moviment (o a la tendència al moviment) d'un cos sobre una superfície amb la qual està en contacte. La intensitat de la força de fregament depèn del valor de la força normal (la reacció de la superfície sobre el cos) i de les característiques de les dues superfícies en contacte (coeficient de fregament).
Concepte de Força i els Seus Efectes
Què és una Força?
Una força és tota causa capaç de provocar una deformació en un cos o un canvi en el seu estat de moviment (és a dir, una acceleració). Una força és el resultat d'una interacció entre dos cossos. Aquestes interaccions poden ser:
- Per contacte: com una empenta o una fricció.
- A distància: com la força gravitatòria o la força electromagnètica.
Deformacions en els Cossos
Segons com responen a les forces, els cossos es poden classificar en:
- Cossos rígids: no es deformen (o la seva deformació és menyspreable) per l'acció d'una força.
- Cossos elàstics: es deformen per l'acció d'una força, però recuperen la seva forma original quan la força desapareix.
- Cossos plàstics: es deformen per l'acció d'una força i no recuperen la seva forma original; queden deformats permanentment.
Llei de Hooke
La Llei de Hooke estableix que quan s'aplica una força a un ressort (o a un material elàstic), li provoca una deformació (allargament o compressió, ΔL) que és directament proporcional al valor d'aquesta força (F), sempre que no se superi el límit d'elasticitat del material.
La fórmula és: F = k × ΔL, on k és la constant elàstica del ressort.
El Dinamòmetre
Un dinamòmetre és un instrument que s'utilitza per a mesurar forces. Generalment, consta d'un ressort calibrat. Quan s'exerceix una força sobre el dinamòmetre (per exemple, penjant-hi un pes), el ressort s'estira o es comprimeix, i un indicador marca el valor de la força. Existeixen dinamòmetres de diferent rang i precisió.