Leis de Newton e Conceptos Fundamentais da Dinámica

1. A dinámica de Newton como teoría física

Isaac Newton (1642-1727) publicou no ano 1687 a súa grande obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, máis coñecida como os Principia, onde describiu a lei da gravitación universal e estableceu as bases da Mecánica Clásica mediante as leis que levan o seu nome.

2. A primeira lei de Newton (Principio da inercia)

Todo corpo material manterá o estado de repouso ou de movemento rectilíneo e uniforme no que se atopa se a forza neta, ou resultante das forzas que actúan sobre el, é nula.

3. A segunda lei de Newton (Principio fundamental)

Toda forza neta (non equilibrada) aplicada sobre un corpo produce nel unha aceleración que é directamente proporcional á forza actuante.

• (a) As forzas son as causas responsables das aceleracións.
• (b) A forza e a aceleración resultante son paralelas, o que supón que a aceleración do corpo considerado prodúcese na dirección e sentido nos que a forza actúa.
• (c) Canto maior é a magnitude da causa, tanto maior é a magnitude do efecto dinámico correspondente.

4. A terceira lei de Newton (Acción e reacción)

A cada acción opónselle sempre unha reacción igual: se un corpo exerce unha forza F₁₂ sobre outro corpo, este, á vez, exerce sobre o primeiro unha forza F₂₁ co mesmo módulo e dirección, pero de sentido contrario.

• (a) A acción non precede á reacción, nin viceversa, senón que se dan simultaneamente.
• (b) Os puntos de aplicación das forzas de acción e reacción están situados en corpos diferentes. Así, F₁₂ aplícase sobre o corpo 2, e F₂₁ sobre o corpo 1.
• (c) Os efectos dinámicos, ou de movemento, que producen en cada un dos corpos interactuantes dependen das condicións destes.

Conceptos fundamentais da Dinámica

Dinámica: é a parte da física que estuda a relación entre o movemento e as forzas; é a parte da mecánica que estuda o movemento atendendo ás causas que o producen, que son as forzas.

Forza: é toda causa capaz de cambiar o estado de repouso ou de movemento dos corpos ou producir deformación.

Clases de forzas

• F. por contacto: resultan do contacto físico entre dous corpos.
• F. a distancia: forzas que actúan entre obxectos que non están en contacto entre si.
• F. instantáneas: se actúan nun intervalo de tempo moi curto.
• F. continuas: actúan durante o movemento dun corpo.

Magnitudes e tipos de forzas

• Peso: é a forza coa que a Terra atrae a todos os corpos. Como tal forza, é unha magnitude vectorial que apunta sempre cara ao interior da Terra e aplícase no centro do obxecto.
• Masa: é unha magnitude escalar que está relacionada coa cantidade de materia e é unha medida da inercia.
• F. normal: é a forza que exerce unha superficie de apoio dun corpo sobre este.
• F. de rozamento: é unha forza de contacto que aparece cando deslizamos un obxecto sobre un plano e sempre se opón ao movemento.

Traballo e Enerxía

Traballo: o traballo dunha forza constante co punto de aplicación nun obxecto que se move sobre unha traxectoria rectilínea é igual ao produto escalar da forza polo desprazamento.

• Enerxía cinética (E. cinética): é a enerxía da que dispoñen os corpos debido á súa velocidade.
• Enerxía potencial (E. potencial): é a enerxía que posúen os corpos por atoparse a unha certa altura sobre a superficie da Terra.
• Enerxía mecánica (E. mecánica): é a suma da enerxía cinética e da enerxía potencial.

Principio de conservación da enerxía: se as únicas forzas que realizan traballos sobre un corpo son forzas conservativas, a enerxía mecánica do corpo permanece constante.