¿Por qué no estudiamos en un
principio las fuerzas que provocan o modifican el movimiento de los cuerpos?
¿Qué magnitudes físicas son más
difíciles de medir?
La Mecánica Clásica es una formulación de la Mecánica para
describir el movimiento de los sistemas de partículas físicas macroscópicas que se desplazan a velocidades muy pequeñas (comparadas con la velocidad de la luz), y que a los fines
de su comprensión y estudio se divide en: Estática, Cinemática y Dinámica.
Una de las consideraciones que hicimos en la Unidad de Cinemática
fue que las fuerzas son las que generan los movimientos. Por lo tanto un cambio
de movimiento (en velocidad, dirección o sentido) implica la acción de una fuerza, o mejor dicho de la resultante
de un sistema de fuerzas.
La Dinámica trata sobre las causas que modifican los movimientos, considerando a las fuerzas y a los movimientos como dos conceptos ligados.
La Dinámica trata sobre las causas que modifican los movimientos, considerando a las fuerzas y a los movimientos como dos conceptos ligados.
Así como en Cinemática continuamente evaluábamos los
movimientos mediante el empleo de 3 magnitudes físicas: posición, velocidad y aceleración, para cualquier instante de
tiempo; también en todas las
situaciones de la Dinámica utilizaremos 3 magnitudes físicas, que en este caso
son: masa,
aceleración
y fuerza.
Los parámetros masa
y aceleración los repasamos en
[A302]. Al parámetro fuerza le vamos
a dedicar un poco más de tiempo: en [A303] hablaremos de las fuerzas Peso, Tensión y Externas; mientras que a la fuerza Normal le dedicaremos una nota [A305] y a la fuerza de
Rozamiento un núcleo completo, con varias notas:
[A340], [A341] y [A342].
A semejanza de lo que hacíamos en Cinemática trataremos de usar un
procedimiento que pueda aplicarse en todas las problemáticas de Dinámica (con o
sin rozamiento) [A330].
Para comenzar el análisis nos valdremos de esquemas para
representar las fuerzas actuantes en un instante determinado, a los que
llamaremos Diagramas
de Cuerpo Libre (para interpretarlos contaremos con muchos
ejemplos típicos, desde [A318] hasta [A329]). Luego de haber adoptado un Sistema de Referencia plantearemos las Leyes de Newton o
de la Dinámica ([A310] a [A317]), que junto a las expresiones de descomposición
de fuerzas, de la equivalencia entre peso y masa, y de otras más, nos permitirán
armar un Sistema
de Ecuaciones. Si el sistema de ecuaciones se puede resolver matemáticamente,
obtendremos la Solución del caso planteado. Finalmente se podrán graficar los
casos, sobre todo aquellos donde interviene el rozamiento.
En la enseñanza de la Física, para que la incorporación de conceptos y procedimientos sea gradual, el estudio se inicia con muchas simplificaciones, y luego se van incorporando más variables:- En los comienzos no se consideran las fuerzas de rozamiento
- Algunos autores introducen aquí los movimientos sobre planos inclinados, pero tal vez sea más adecuado incluirlos directamente en la 2° etapa cuando ya estudiamos rozamiento.
- En una segunda etapa se incorporan las fuerzas de rozamiento.
- Primero sobre planos horizontales.
- Luego sobre planos inclinados.
- Una vez comprendido el tema anterior se agregan las herramientas de la Cinemática a las herramientas de la Dinámica.
- Primero sobre planos horizontales.
- Luego sobre planos inclinados.
- Finalmente en caída libre.
- En una etapa posterior se incorporan herramientas de Trabajo y Energía (nosotros lo veremos en Física II).
Nota: los enlaces faltantes se irán habilitando a medida que
se generen las notas.
Leer
también:
Fuentes:
Imagen de Sears y Zemansky (2009). Física Universitaria Vol. 1.
México (pág. 132).
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