La variedad de presentaciones de las leyes de Newton

LA DINÁMICA

Se denomina dinámica la parte de la mecánica que estudia conjuntamente el movimiento y las fuerzas que lo originan. En su sentido amplio la dinámica, la dinámica abarca casi toda la mecánica.

La estática trata de los casos especiales en los cuales la aceleración es nula y la cinemática es la que se ocupa únicamente del movimiento.

Los trabajos más significativos que han tenido un nivel de sistematización de esta ciencia descansan principalmente sobre los hombros de Aristóteles, Galileo, Copérnico, Kepler y Newton.

Las leyes de la Mecánica, aunque no son las más complejas, son muy fundamentales en la vida de la humanidad, basta solo pensar que el condicionamiento del sistema solar está sujeto a la Ley de la Gravitación Universal descrita por Newton y a las leyes de Kepler, es decir nuestro hábitat está regido por leyes físicas.

Las leyes de Newton

Existe diversidad de presentaciones de las leyes de Newton. Muchos textos empiezan con "fuerza" como si fuera una primitiva, completamente comprendida cualitativamente y cuantitativamente, y que no requiere una definición operacional explícita. Después, definen masa como una constante de proporcionalidad entre fuerza y aceleración.

Nuestra explicación de las leyes de Newton toma como principio básico la conservación del momento lineal de un sistema aislado formado por dos partículas interactuantes para llegar a la definición de fuerza:

1. El movimiento de un cuerpo es el resultado directo de sus interacciones con otros cuerpos que le rodean.

2. Una partícula libre se mueve con velocidad constante, es decir, sin aceleración.

3. La masa inercial de una partícula es una propiedad que determina cómo cambia su velocidad cuando interactúa con otros cuerpos.

4. Una partícula libre siempre se mueve con momento lineal constante. El momento lineal total de un sistema compuesto de dos partículas que están sujetas solamente a su interacción mutua permanece constante (principio de conservación del momento lineal).

5. La tasa de cambio de momento lineal de una partícula con respecto al tiempo es igual a la fuerza que actúa sobre la partícula.

6. Cuando dos partículas interactúan, la fuerza sobre la primera ejercida por la segunda, es igual y opuesta a la fuerza sobre la segunda ejercida por la primera.

Supongamos una superficie sin fricción. El bloque B produce una aceleración sobre el bloque A, tanto mayor cuanto lo sea la inclinación del plano sobre el que desliza B.

Fuerza de rozamiento

La fuerza de rozamiento es una fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto y es una fuerza muy importante cuando se estudia el movimiento de los cuerpos. Es la causante, por ejemplo, de que podamos andar (cuesta mucho más andar sobre una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento como, por ejemplo, un suelo rugoso).

Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos cuerpos que están en contacto. Hablamos entonces de Fuerza de rozamiento estática. Por ejemplo, si queremos empujar un armario muy grande y hacemos una fuerza pequeña, el armario no se moverá.

La experiencia nos muestra que:

• la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos no depende del tamaño de la superficie de contacto entre los dos cuerpos, pero sí depende de cual sea la naturaleza de esa superficie de contacto, es decir, de que materiales la formen y si es más o menos rugosa.

• la magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contacto es proporcional a la normal entre los dos

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