Dinámica fórmula

La dinámica se distingue de la cinemática, que describe el movimiento, sin tener en cuenta sus causas, en términos de posición, velocidad y aceleración, y de la cinética, que se ocupa del efecto de las fuerzas y los pares sobre el movimiento de los cuerpos con masa. Los fundamentos de la dinámica fueron sentados a finales del siglo XVI por Galileo, quien, experimentando con una bola lisa que rodaba por un plano inclinado, dedujo la ley del movimiento de los cuerpos que caen; también fue el primero en reconocer que la fuerza es la causa de los cambios en la velocidad de un cuerpo, hecho formulado por Isaac Newton en el siglo XVII en su segunda ley del movimiento. Esta ley establece que la fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la tasa de cambio del momento del cuerpo.

Dinámica es el nombre que reciben las reglas del movimiento. Es algo que se podría pensar que es una de las primeras cosas que se han resuelto, pero no se ha cerrado del todo hasta hace poco. Dicho esto, las reglas no han cambiado mucho y son bastante predecibles, al menos a gran escala. Alguien me dijo una vez que lo único que había que saber para un examen de Dinámica era F=ma y todo lo demás se podía derivar de eso. Nunca averigüé si tenía razón, también aprendí estas, por si acaso:

Si ya estás familiarizado con las ecuaciones, puedes pasar a la siguiente sección; de lo contrario, te explicaré de dónde vienen y cómo utilizarlas.

Cuando se trata de mediciones, se pueden utilizar cantidades escalares o vectoriales.

Cantidades escalares:

• Sólo tienen una magnitud.
• La energía, la longitud, la masa, la velocidad, la temperatura y el tiempo son magnitudes escalares.

Magnitudes vectoriales:

• Tienen tanto una magnitud como una dirección.
• El desplazamiento, la fuerza, la velocidad, la aceleración y el momento son magnitudes vectoriales.

Leyes de Newton

Isaac Newton era un tipo inteligente. A él debemos agradecer la gravedad (debería añadir que la descubrió, no la inventó, porque si no la gente empezaría a echarle la culpa cada vez que se cayera). Lo más famoso de Newton (aparte del incidente de la manzana) son sus leyes del movimiento:

• Una partícula permanecerá en reposo o continuará con su movimiento, a menos que actúe sobre ella una fuerza externa.
• La fuerza sobre un objeto es igual a su masa multiplicada por su aceleración (F=ma).
• Toda acción tiene una reacción igual y opuesta.
• Todo esto está muy bien, pero ¿qué significan realmente estas leyes?

1. Una partícula permanecerá en reposo o continuará con su movimiento, a menos que actúe sobre ella una fuerza externa.

Esto significa que si no hay una fuerza externa que actúe sobre una partícula, ésta no cambiará su movimiento de ninguna manera. Si no hubiera fricción o resistencia del aire, entonces una partícula que se moviera a 5 ms^{-1} continuaría indefinidamente. Obviamente, en la vida real esto no sucede, ya que hay resistencia del aire y fricción, por lo que es casi imposible no tener ninguna fuerza externa sobre una partícula en movimiento. Sin embargo, si pensamos en una partícula estacionaria, esto tiene mucho más sentido. A menos que se aplique una fuerza a una partícula estacionaria, ésta no empieza a moverse.

2. La fuerza sobre un objeto es igual a su masa multiplicada por su aceleración.

Conocida más sencillamente como F=ma, ésta es probablemente una de las fórmulas más fundamentales de la dinámica. Es una de las que aparecen por todas partes en Dinámica y es muy conveniente aprenderla. Tampoco es demasiado difícil de entender. Tiene sentido que si algo tiene una masa mayor, haga falta una fuerza mayor para darle la misma aceleración que algo con menos masa.

3. Toda acción tiene una reacción igual y opuesta

Esta ley significa, básicamente, que si empujas una pared, ésta te empuja hacia atrás, lo cual es un buen trabajo porque, de lo contrario, la atravesarías.

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