[A302] Conceptos previos en Dinámica

Antes de entrar de lleno en Dinámica necesitamos refrescar algunos conceptos previos: masa, aceleración y fuerza (esta última en [A303]).

Masa
¿Es más difícil mover un cuerpo de menor masa que otro de mayor masa?
¿Qué relación hay entre materia y masa?
¿Cuándo es más fácil acelerar un cuerpo, cuando tiene menor o mayor masa?

El término, ya utilizado por Newton, considera que para un mismo material, cuanto más átomos (o moléculas) tenga, más masa tendrá, o sea que donde hay mayor cantidad de partículas hay mayor masa (a mayor cantidad de materia → mayor masa), aunque la ‘cantidad de materia’ no está muy bien definida (Giancoli, 2008).

Otra idea más precisa a la que podemos arribar indica que mientras más masa tiene un cuerpo, más difícil es sacarlo de su estado de reposo, o de detenerlo. Por lo tanto, y sin entrar en mayores complicaciones, la dificultad para acelerar o frenar un cuerpo depende de la masa que posee.

La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el kilogramo (kg), además se trata de una magnitud escalar.

La masa de un cuerpo que se encuentra dentro de un campo gravitacional (cómo puede ser el de la Tierra, o el de la Luna, etc.) es la que denominaremos ‘masa gravitacional’, pero como ya comentamos es más difícil sacar a un cuerpo del reposo que a otro, a esta masa la llamaremos ‘masa inercial’. Sin embargo, la masa gravitacional y la masa inercial son idénticas, de modo que la mayoría de las veces hablamos simplemente de la masa de un objeto.

Responder antes de continuar ¿dónde tiene más masa un cuerpo, en la Tierra o en la Luna?

La masa es una propiedad del objeto mismo, una medida de la ‘inercia del cuerpo’ o de su ‘cantidad de materia’. Mientras que el peso es la fuerza de la gravedad que actúa sobre un objeto (Giancoli, 2008, p. 86).

Cada vez que introducimos una nueva magnitud física invariablemente debemos indicar como se mide y en que unidades, por lo tanto nos faltaría saber cómo se puede determinar la masa de un cuerpo.

El método más sencillo para medir masas es por comparación. Para ello se utiliza una balanza, la más común es la de platos, donde en uno de ellos se coloca el objeto a ‘masar’ (no a ‘pesar’) y en el otro diferentes masas patrones rotuladas y testeadas.
La balanza funcionará de la misma manera en la Tierra que en la Luna.

Aceleración
¿Qué mide la aceleración?
¿Existe una relación entre masa y aceleración?
¿A qué denominamos aceleración promedio?

No nos vamos a detener en este concepto porque ya lo desarrollamos en Cinemática, concretamente cuando describimos el movimiento conocido como MRUV. Contamos con una definición y con las unidades correspondientes. Recordemos también que la aceleración es una magnitud vectorial que nos indica que tan rápido está cambiando (aumentando o disminuyendo) la velocidad de un cuerpo, y en el Sistema Internacional de Unidades (SI) se mide en m/seg².

Ejemplo: si la aceleración es de 5 m/seg² significa que la velocidad cambia (en este caso aumenta) 5 m/seg por cada segundo que transcurre.

La aceleración indica qué tan rápido cambia la velocidad, mientras que la velocidad nos dice qué tan rápido cambia la posición.

Fuentes:

Bauer; Westfall (2011). Física para ingeniería y ciencias Vol. 1.

Giancoli (2006). Física Vol. 1. Ed. 6°.

Hewit (2007). Física conceptual. Ed. 10°.
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