FÍSICA: Las fuerzas y el movimiento: La dinámica de movimientos bajo las fuerzas del peso - 1ª parte
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Física

LAS FUERZAS Y EL MOVIMIENTO

La dinámica de movimientos bajo las fuerzas del peso - 1ª parte


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Introducción

a aplicación de las leyes fundamentales de la dinámica no está restringida a un tipo particular de fuerzas.

El movimiento de un electrón que es acelerado por fuerzas eléctricas en el interior de un tubo de televisión, el de una bola de hierro que rueda atraída por el magnetismo de un imán o el de una piedra que cae por la acción de su propio peso, se estudian todos ellos aplicando las leyes de Newton de la dinámica y, particularmente, la ecuación fundamental.

No obstante, el estudio de los movimientos bajo las fuerzas del peso desde un punto de vista dinámico constituye un modelo adecuado que permite una posterior generalización al caso de fuerzas de diferente naturaleza.


Cuando dos jugadores de jockey sobre hielo chocan, cada uno de ellos sale despedido hacia atrás con un aceleración que dependerá de la masa de cada jugador.

Reglas de aplicación de la segunda ley de Newton

El enfoque dinámico del análisis de un movimiento supone el saber aplicar correctamente la segunda ley de Newton; de este modo a partir de las fuerzas será posible determinar características del movimiento, tales como por ejemplo forma de la trayectoria, aceleración o velocidad.

Las siguientes reglas, enunciadas a modo de secuencia de etapas sucesivas, facilitan la organización del trabajo:

a) Representar el cuerpo problema y aislarlo mentalmente de los demás.

b) Dibujar todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, supuesto éste aislado, incluyendo las de reacción y las de rozamiento si las hubiere.

c) Determinar la fuerza neta o resultante de todas ellas.

d) Aplicar la segunda ley de Newton y despejar la aceleración.

e) Calcular a partir de la aceleración, recurriendo a procedimientos cinemáticos, las diferentes magnitudes asociadas al movimiento (tiempo, velocidad final, etc.).

Movimientos en vertical

El caso más sencillo de movimiento en vertical bajo la fuerza del peso es el de caída libre. Sea un cuerpo de masa inerte m inicialmente en reposo que se deja caer. Si se supone despreciable la acción del rozamiento la única fuerza actuante es, en este caso, el peso P; aplicando por tanto la segunda ley de Newton se tiene:


(2.5
)

donde g representa la aceleración, en este caso la de la gravedad, es decir, la debida al peso. Todas las fórmulas cinemáticas válidas para los movimientos rectilíneos uniformemente acelerados (ver en tema anterior) serán aplicables a estos casos.

La medida de g a nivel de la superficie terrestre arroja una cifra aproximada de 9,8 m/s2, que constituye el valor de la aceleración del movimiento de caída de un cuerpo en el vacío, esto es, en ausencia de medio resistente.

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