Dinámica (mecánica)

La dinámica es la rama de la mecánica clásica que se ocupa del estudio de las fuerzas y sus efectos sobre el movimiento. Isaac Newton fue el primero en formular las leyes físicas fundamentales que gobiernan la dinámica en la física no relativista clásica, especialmente su segunda ley del movimiento.

Principios

En términos generales, los investigadores involucrados en la dinámica estudian cómo un sistema físico podría desarrollarse o alterarse con el tiempo y estudiar las causas de esos cambios. Además, Newton estableció las leyes físicas fundamentales que gobiernan la dinámica en la física. Al estudiar su sistema de mecánica, se puede entender la dinámica. En particular, la dinámica se relaciona principalmente con la segunda ley del movimiento de Newton. Sin embargo, las tres leyes del movimiento se tienen en cuenta porque están interrelacionadas en cualquier observación o experimento.

Dinámica lineal y rotacional

El estudio de la dinámica se divide en dos categorías: lineal y rotacional. La dinámica lineal se refiere a objetos que se mueven en una línea e involucra cantidades tales como fuerza, masa/inercia, desplazamiento (en unidades de distancia), velocidad (distancia por unidad de tiempo), aceleración (distancia por unidad de tiempo al cuadrado) y cantidad de movimiento (masa por unidad de tiempo). unidad de velocidad). La dinámica rotacional se refiere a objetos que giran o se mueven en una trayectoria curva e involucra cantidades tales como torque, momento de inercia/inercia rotacional, desplazamiento angular (en radianes o, con menor frecuencia, grados), velocidad angular (radianes por unidad de tiempo), velocidad angular aceleración (radianes por unidad de tiempo al cuadrado) y momento angular (momento de inercia por unidad de velocidad angular). Muy a menudo, los objetos exhiben movimiento lineal y de rotación.

Para el electromagnetismo clásico, las ecuaciones de Maxwell describen la cinemática. La dinámica de los sistemas clásicos que involucran tanto la mecánica como el electromagnetismo se describen mediante la combinación de las leyes de Newton, las ecuaciones de Maxwell y la fuerza de Lorentz.

Fuerza

De Newton, la fuerza se puede definir como un esfuerzo o presión que puede hacer que un objeto se acelere. El concepto de fuerza se utiliza para describir una influencia que hace que un cuerpo libre (objeto) se acelere. Puede ser un empujón o un tirón, lo que hace que un objeto cambie de dirección, tenga una nueva velocidad o se deforme temporal o permanentemente. En términos generales, la fuerza hace que cambie el estado de movimiento de un objeto.

Leyes de newton

Newton describió la fuerza como la capacidad de hacer que una masa se acelere. Sus tres leyes se pueden resumir de la siguiente manera:

1. Primera ley: Si no hay fuerza neta sobre un objeto, entonces su velocidad es constante. O el objeto está en reposo (si su velocidad es igual a cero), o se mueve con rapidez constante en una sola dirección.
2. Segunda ley: La tasa de cambio del momento lineal P de un objeto es igual a la fuerza neta F _neta, es decir, d P / dt = F _neta.
3. Tercera ley: Cuando un primer cuerpo ejerce una fuerza F ₁ sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce simultáneamente una fuerza F ₂ = − F ₁ sobre el primer cuerpo. Esto significa que F ₁ y F ₂ son iguales en magnitud y opuestas en dirección.

Las leyes de movimiento de Newton son válidas solo en un marco de referencia inercial.