Antecedentes Históricos de la Dinámica

Antecedentes Históricos de la Dinámica

Se dice que, la Dinámica es una rama de la física, esto nos marca a primera vista un concepto muy general , según concibo, la dinámica es una parte de la física y para comprenderla mejor primero atenderé a la interrogante instantánea; ¿Qué es Física?, la física es la ciencia que examina las relaciones que existen entre la materia y la energía (movimiento), esta definición tan breve esta lejos, sin embargo, de ser simplista: en efecto una rápida reflexión nos hace comprender que todo en la naturaleza es materia en movimiento. Muchos autores para el estudio de la física la dividen en tres ramas, la estática que estudia el equilibrio (caso particular del movimiento), la cinemática que trata del movimiento prescindiendo de las causas que lo originan y la dinámica interesada en el estudio de las fuerzas y torques y sus efectos en el movimiento. Para el desarrollo de toda esta materia tuvo que pasar la etapa del oscurantismo científico y que Nicolás Copérnico propusiera su teoría heliocéntrica, así la física recibió un ímpetu muy grande entre los siglos xvi y xvii. Uno de los precursores para las ideas de la dinámica fue Galileo Galilei quien desarrollo un método sistemático de observación y análisis (método científico); con todo cuidado midió el camino en el cual unas pequeñas esferas rodaban hacia abajo en rampas lisas y registro sus observaciones. Los análisis de estos datos mostraron que todos los objetos caen con la misma rapidez independientemente de sus masas. Galileo también estudio el movimiento; encontró que todos los movimientos siguen un grupo sencillo de leyes (cinemática). Galileo fue el primero que introdujo la idea de la aceleración. Galileo supuso que la rapidez de caída de los cuerpos aumenta uniformemente con el tiempo. Pero en sus días aun no se habían inventado relojes precisos. Él contrarrestó a esta dificultad haciendo rodar las bolas de metal hacia abajo en rampas lisas. Cuando las rampas formaban ángulos pequeños con la horizontal, las rapideces de las bolas eran lo suficientemente bajas como para medirlas usando un reloj de agua, el midió para diferentes intervalos de tiempo, tanto las rapideces de las bolas como las distancias recorridas; en esta forma pudo probar que las bolas ganaban rapidez uniformemente con el tiempo. También noto que al dejar la rampa la bola seguía rodando una distancia larga, la bola perdía poco a poco rapidez mientras rodaba por el piso de piedra liso, entonces galileo pensó si, el piso no tuviera fricción ni fin la bola nunca detendría su movimiento(inercia).

Sir Isaac Newton (1642-1727) nació el mismo año en que murió Galileo, para la edad de 18 años ya había descubierto el teorema del binomio. Después se dedico al desarrollo de la ley de la gravitación universal y a explicar el movimiento de los planetas, los cometas y la luna, lo cual, no podría haber sido posible sin las aportaciones de Tycho Brahe y Johannes Kepler. Tycho Brahe (1546-1601) ocupo la mayor parte de su vida en observar los cuerpos celestes, por más de veinte años registro las posiciones de las estrellas y planetas. Cerca del fin de su vida Brahe contrato a un asistente llamado Johannes Kepler (1571-1630), usando la basta cantidad de datos de Brahe, Kleper formulo tres leyes del movimiento planetario: 1._ Las trayectorias de los planetas tienen formas de elipse, 2._ La línea imaginaria que va de un planeta al sol barre áreas iguales cada segundo, independientemente de que el planeta se encuentre mas cercano o mas lejano del sol, 3._ Si el radio dela orbita del planeta se eleva al cubo , y después se divide entre el periodo del mismo planeta elevado al cuadrado, se obtiene siempre el mismo numero (k). Con estos aportes Newton pudo formular leyes o principios claves para el estudio de la Dinámica y los cuales forman su base, estos se comentaran mas adelante.

TRASLACION DE UN CUERPO RIGIDO

El más básico de todos los conceptos científicos es la interacción entres fuerzas y materia. Si se conoce la magnitud y la dirección de una fuerza, puede determinarse el efecto sobre una masa dada, esto se puede llevar acabo usando dos leyes establecidas por Isaac Newton. Las leyes de Newton son básicas para el estudio de la Dinámica.

Fuerzas

Se necesita a las fuerzas para que se produzcan todos los movimientos que observamos diariamente. Hay solo cinco fuerzas conocidas por la ciencia, tres de ellas; la gravitacional, la eléctrica, y la magnética causan la mayor parte de las interacciones observables, por otra parte, las otras dos son la fuerza nuclear y la fuerza de interacción débil que se presentan solo dentro del núcleo. Las fuerzas se presentan en diferentes acepciones, pero para atender a estas primero consideraremos las leyes de Newton:

La Primera Ley de Newton: Un cuerpo continua en su estado de reposo o movimiento uniforme en línea recta, hasta que recibe la acción de una fuerza neta externa (que es aquella cuya fuente se encuentra fuera del sistema que se esta considerando). Esta ley se considera el principio de la inercia.

La Segunda Ley de Newton: Cuando actúa una fuerza no balanceada sobre un cuerpo, este se acelerara. La aceleración será directamente proporcional a la fuerza aplicada y tendrá la misma dirección que dicha fuerza, será inversamente proporcional a la masa del cuerpo; la expresión matemática de la segunda ley de newton es a=F/m Donde: a= Aceleración en m/s2 (metros sobre segundos cuadrados), ggggggggg F= Fuerza en N (newtons)

m = masa del cuerpo en kg (kilogramos)

La Fuerza en general es un agente de cambio. En mecánica, es aquello que cambia la velocidad de un objeto. La fuerza es una cantidad vectorial, que tiene magnitud, dirección y sentido.

El peso de un cuerpo se refiere ala fuerza gravitacional (ƒw) que la Tierra ejerce sobre el cuerpo, peso es un nombre especial que se le da a la fuerza gravitacional:Fw=mg Donde Fw es el peso y su unidad es en newton; la masa del cuerpo en kilogramos, g que es la aceleración de la gravedad y para fines prácticos se considera constante e igual a 9.8m/s^2

La Fuerza de Tensión (Ft) es la fuerza con la que una cuerda tira del objeto al cual esta unido.

Fuerza normal (Fn) sobre una superficie que descansa (o se desliza) sobre una segunda superficie es la componente perpendicular de la fuerza ejercida por la superficie de soporte sobre la

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