3.3 Dinamica de la particula

MATERIA: MECANICA CLASICA

ALUMNO: SIMON PEDRO MORALES HERNANDEZ

INDICACION DE LA ACTIVIDAD: Realiza una investigación documental referente a los conceptos: - Masa. - Fuerza. - Leyes de Newton. - Momento Angular. - Fuerzas centrales. Realiza el reporte documental de manera digital en la aplicación Genially (en la plantilla de tu elección), Mínimo 10 hojas, máximo libre, incluye hoja de presentación y fuentes de información, así como elementos interactivos en tu reporte. Comparte el link de tu trabajo en este apartado.

ING: VICTORIA ELIZABETH HERNANDEZ PACHECO

dinamica de la particula

ESPECIALIDAD: ING. ELECTRICA

MECANICA CLASICA

INSTITUTO TECNOLOGICO DE ORIZABA

FUENTES DE INFORMACION

CONCLUSIONES FINALES

• Masa.
• Fuerza.
• Leyes de Newton.
• Momento Angular.
• Fuerzas centrales.

DESARROLLO DATOS RELEVANTES

INTRODUCCION A LA DINAMICA DLP....

PROGRAMA DE NUESTRA INVESTIGACION 3.3

TEMA: DINAMICA DE LA PARTICULA

INTRODUCCION

La dinámica de una partícula es una rama de la física que estudia cómo los cuerpos en movimiento responden a las fuerzas que actúan sobre ellos y cómo esos movimientos se pueden describir y predecir utilizando leyes físicas. En la dinámica de una partícula, se considera a un objeto como una partícula puntual, es decir, sin dimensión, concentrando la masa del objeto en un solo punto. Esto simplifica la descripción del movimiento y permite aplicar conceptos fundamentales como la segunda ley de Newton, que establece que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él. Además de la segunda ley de Newton, la dinámica de la partícula también se apoya en conceptos como el trabajo y la energía, el momento lineal y la conservación de la cantidad de movimiento. Mediante estas herramientas, es posible analizar y predecir el movimiento de una partícula en distintas situaciones, como caídas libres, movimientos rectilíneos o trayectorias curvas. En resumen, la dinámica de la partícula proporciona las herramientas necesarias para comprender cómo los objetos se mueven en respuesta a las fuerzas que actúan sobre ellos, lo que resulta fundamental para la comprensión de fenómenos físicos en diversas áreas, desde la mecánica clásica hasta la física moderna.

La dinámica de la partícula es la parte de la mecánica que estudia las relaciones entre las causas que originan los movimientos y las propiedades de los movimientos originados1. La partícula es la idealización más simple de la mecánica, definiéndose como un punto dotado de masa2. La dinámica del movimiento rectilíneo, las interacciones y fuerzas, y las fuerzas de rozamiento son algunos de los temas que se estudian en la dinámica de la partícula3. Las leyes de Newton son los tres principios básicos que explican el movimiento de los cuerpos, según la mecánica clásica

INTRODUCCION

En física, la masa es una magnitud escalar que indica la cantidad de materia de un cuerpo. Es decir, la masa es una magnitud física que sirve para medir cuánta materia tiene un cuerpo. En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la masa se expresa en kilogramos (kg). Aunque dependiendo del valor de la masa, también se suele expresar la masa de un cuerpo con toneladas (t), gramos (g) o miligramos (mg). Todos los cuerpos y objetos tienen masa pero, según las propiedades del material, la masa de un cuerpo será mayor o menor. En particular, si dos objetos diferentes tienen el mismo volumen, el objeto con mayor masa será aquel cuya densidad sea mayor. Es habitual confundir el concepto de masa con el concepto de peso, sin embargo, los dos términos significan cosas completamente distintas. Más abajo comentaremos en qué se diferencian la masa y el peso.

En mecánica clásica, la masa es una medida de la cantidad de materia que contiene un objeto y es una propiedad intrínseca que no cambia independientemente de su ubicación o velocidad. La masa también determina la resistencia de un objeto a cambiar su estado de movimiento cuando se aplica una fuerza (inercia) y su atracción gravitacional hacia otros objetos con masa.

MASA

DESARROLLO DATOS RELEVANTES

Ten en cuenta que algunos de estos valores se han aproximado, por ejemplo, la masa de una bicicleta dependerá del modelo. Aún así, las masas de los astros y del electrón son precisas porque se pueden calcular.

• Masa de un litro de agua: 1 kg
• Masa de un balón de baloncesto: 0,6 kg
• Masa de un bebé: 3,5 kg
• Masa de una bicicleta: 6 kg
• Masa de la torre Eiffel: 73000000 kg
• Masa de un electrón: 9,1·10-31 kg
• Masa de la Tierra: 5,9736·1024 kg
• Masa del Sol: 1,9891·1030 kg
• Masa de la Luna: 7,349·1022 kg

Una vez hemos visto la definición de masa y sus características, vamos a ver varios ejemplos de la masa de diferentes cuerpos.

Ejemplos de masa

En física, la masa es una magnitud que se caracteriza por lo siguiente:

La masa es una magnitud escalar, es decir, la masa es un valor intrínseco de cada cuerpo. La masa no depende de la gravedad, por lo tanto, la masa en la Tierra será la misma que en la Luna o cualquier otro astro. En el Sistema Internacional de Unidades, la masa se expresa en kilogramos (kg). La masa de un cuerpo u objeto se mide con una balanza.

CARACTERISTICAS

Para que comience o se detenga un movimiento es necesaria una fuerza.

Claro, aquí tienes algunos ejemplos de fuerzas: Fuerza gravitatoria: la atracción que ejerce la Tierra sobre los objetos, haciendo que caigan al suelo. Fuerza electromagnética: como la que mantiene unidos los electrones a los núcleos en los átomos. Fuerza normal: la fuerza perpendicular a la superficie de contacto que impide que los objetos se hundan en ella. Fuerza de fricción: que actúa en sentido contrario al movimiento y reduce la velocidad de los objetos. Fuerza de tensión: como la que se ejerce en una cuerda o un cable cuando se tira de ellos.

ejemplos

caracteristicas de la fuerza

• Una fuerza puede pensarse como un ente físico que describe la intensidad de las interacciones entre los objetos, estrechamente relacionado con la energía.
• para la mecánica clásica, toda fuerza está compuesta por una magnitud y una dirección, con lo cual se la denota con un vector. Esto significa que se trata de una magnitud vectorial, no escalar.

En términos técnicos, una fuerza es una magnitud capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma dada de un cuerpo o una partícula. No debe ser confundida con los conceptos de esfuerzo o de energía.Comúnmente, el concepto de fuerza se explica en los términos de la mecánica clásica establecida por los principios de Isaac Newton (1642-1727), conocidos como las Leyes del Movimiento y publicadas en 1687 en sus Principia Mathematica. Según la mecánica clásica, la fuerza que incide sobre un cuerpo es responsable de los cambios en su estado de movimiento, tales como su trayectoria rectilínea y su desplazamiento uniforme, y de imprimirle una aceleración (o desaceleración). Además, toda fuerza actuando sobre un cuerpo genera una fuerza idéntica, pero en sentido contrario. Normalmente hablamos de fuerza en nuestra vida cotidiana, sin necesariamente emplear esta palabra como lo hace la física. La fuerza es estudiada por la física y según ella se reconocen cuatro fuerzas fundamentales a nivel cuántico: la fuerza gravitacional, la fuerza electromagnética, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil.En cambio, en la mecánica newtoniana (o clásica), existen muchas otras fuerzas identificables, como la fuerza de roce, la fuerza gravitatoria, la fuerza centrípeta, etc.

FUERZA

nace la ecuación fundamental de la dinámica para objetos de masa constante: Fuerza resultante (Fresultante) = masa (m) x aceleración (a) Una fuerza neta actúa sobre un cuerpo de masa constante y le proporciona una aceleración determinada. En los casos en que la masa no sea constante, la fórmula se enfocará más bien en la cantidad de movimiento (p), según la fórmula siguiente: Cantidad de movimiento (p) = masa (m) x velocidad (v). Por ende: Fneta = d (m.v) / dt. Así se puede relacionar la fuerza con la aceleración y la masa, sin importar si ésta última es variable o no. Para ejemplificar esta segunda ley, el caso de la caída libre es idóneo: si dejamos caer una pelota de tenis desde un edificio, la aceleración que experimente irá en aumento a medida que el tiempo transcurra, ya que sobre ella estará actuando la fuerza de gravedad. Así, su velocidad inicial será cero, pero sobre ella se aplicará una fuerza constante en línea recta, hacia abajo.

a segunda ley de Newton relaciona fuerza, masa y aceleración.

Segunda ley o Ley fundamental de la dinámica

La primera ley de Newton o ley de la inercia afirma que un objeto en movimiento permanecerá en movimiento uniforme y rectilíneo de forma indefinida si no hay una fuerza que actúe sobre él y lo obligue a cambiar de velocidad (acelerar o desacelerar) o a cambiar la dirección de desplazamiento. El estado de reposo se considera velocidad cero y, de igual forma, un objeto en reposo permanecerá en reposo de forma indefinida a menos que una fuerza actúe sobre él y le haga cambiar de velocidad. Es decir, tanto si está en reposo como en movimiento, un objeto mantendrá su estado hasta que una fuerza actúe sobre él: Todo cuerpo persevera su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.

primera ley de newton o Ley de la inercia

Las Leyes de Newton parten de la consideración del movimiento como el desplazamiento de un objeto de un sitio a otro, tomando en cuenta el lugar en donde ocurre, el cual también puede moverse a velocidad constante en relación a otro lugar.

leyes de newton

Un auto necesita cierta cantidad de caballos de fuerza para poder circular en la carretera, es decir, necesita cierta fuerza para acelerar su masa.

Un hombre desinfla un globo; el globo empuja el aire hacia fuera con una fuerza igual a la que el aire le hace al globo. Es por esto que el globo se mueve de un lado hacia otro.

En la primera ley, un objeto no cambiará su movimiento a menos que una fuerza actúe sobre él. En la segunda ley, la fuerza sobre un objeto es igual a su masa multiplicada por su aceleración. En la tercera ley, cuando dos objetos interactúan, se aplican fuerzas entre sí de igual magnitud y dirección opuesta

EJEMPLOS DE LA 1,2,3 LEY DE N

• En la primera ley, un objeto no cambiará su movimiento a menos que una fuerza actúe sobre él.

• En la segunda ley, la fuerza sobre un objeto es igual a su masa multiplicada por su aceleración.

• En la tercera ley, cuando dos objetos interactúan, se aplican fuerzas entre sí de igual magnitud y dirección opuesta

CARACTERISTICAS DE LAS LEYES DE NEWTON

Según la tercera ley de Newton, “A toda acción le corresponde una reacción igual pero en sentido contrario: lo que quiere decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto”. De esta manera, siempre que se ejerce una fuerza sobre un objeto, éste ejerce una fuerza semejante en dirección contraria y de igual intensidad, por lo que si dos objetos (1 y 2) interactúan, la fuerza ejercida por uno sobre el otro será igual en magnitud a la ejercida por el otro sobre el primero, pero de signo opuesto}. Es decir: F1-2 = ­F2-1. A la primera fuerza se le conocerá como “acción” y a la segunda fuerza como “reacción”.Para demostrar esta tercera ley alcanza con observar lo que ocurre cuando dos personas de peso similar van corriendo en direcciones opuestas y chocan: ambas recibirán la fuerza del otro y saldrán despedidos en sentido opuesto. Lo mismo ocurre al rebotar una pelota en la pared y sale despedida en dirección contraria, con una fuerza semejante a la que proyectamos al arrojarla.

Tercera ley o Principio de acción y reacción

En el Sistema Internacional de unidades SI, las unidades del momento angular son kg⋅m2/s, las cuales no tienen un nombre especial. Y para un cuerpo extendido, que está compuesto de muchas partículas, la definición anterior se extiende convenientemente.

Esta definición del momento angular tiene más sentido para aquellos cuerpos que están formados por muchas partículas.

Cuando intentamos calcularlo de algún objeto que está situado el movimiento alrededor de un eje siempre se necesita especificar el eje de rotación convenientemente. Vamos a comenzar a medir con un punto material de masa m, el momento angular se escribe mediante la sigla L. El momento lineal es p y la posición de la partícula con respecto al eje que pasa por un determinado punto O es rEs así como tenemos que se calcula de la siguiente manera: L = r x p El reactor que resulta de un producto vectorial es perpendicular al plano que se forma por los vectores participantes. Esto significa que la dirección el sentido que se puede llegar encontrar mediante la regla de la mano derecha para el producto cruz. El momento angular se mide en unidades de kg por metro cuadrado/segundos. Esto se mide según el sistema internacional de unidades y no tiene ningún nombre especia

que es el momento angular

En física se estudia la cantidad de movimiento como el momento angular. Esta cantidad de movimiento angular se aplica en el movimiento de rotación, lo que hace que el momento lineal es para el movimiento de traslación. El momento angular es una magnitud vectorial que se caracteriza principalmente por la rotación de una partícula de forma puntual o un objeto extendido alrededor de un eje que pasa por un punto.

momento angular

El momento angular es una cantidad física vectorial que representa la rotación de un objeto alrededor de un eje. Algunas de las características importantes del momento angular son:1. *Magnitud*: El momento angular se relaciona con la velocidad angular y el momento de inercia del objeto. Su magnitud se expresa como el producto de la velocidad angular y el momento de inercia.2. *Dirección*: El momento angular es un vector que apunta en la dirección del eje de rotación.3. *Conservación*: En un sistema aislado, el momento angular total se conserva. Esto significa que la suma de los momentos angulares de todas las partes del sistema no cambia, aunque pueden redistribuirse entre ellas.4. *Relación con el torque*: El cambio en el momento angular de un objeto está relacionado con la aplicación de un torque (fuerza rotacional). La ecuación fundamental que describe esta relación es la segunda ley de Newton para el movimiento rotacional, que establece que la variación del momento angular con el tiempo es igual al torque neto aplicado al objeto.5. *Unidades*: En el Sistema Internacional (SI), las unidades del momento angular son kilogramo metro cuadrado por segundo (kg·m²/s).Estas son algunas de las características clave del momento angular

caracteristicas del momento angular

Los gatos se las arreglan siempre para aterrizar en cuatro patas cuando caen. Aunque no tengan cantidad de movimiento inicial, se aseguran de girar rápidamente patas y cola para cambiar su inercia de rotación y arreglárselas para caer de pie. Igualmente mientras maniobran, su momento angular es nulo, ya que su rotación no es continua.

Los gatos caen de pie

Siempre que un cuerpo que gira se contrae, aumenta su velocidad de rotación, esto lo saben bien los patinadores sobre hielo. Ello se debe a que al contraer brazos y piernas disminuye el momento de inercia I, pues disminuye la distancia entre sus partes, pero como el momento angular se conserva, para mantener constante el producto Iω, la velocidad angular debe aumentar. Esto es válido no solamente en el patinaje, sino también en los deportes y actividades en los cuales es preciso hacer giros, como los clavadistas y los trapecistas en el circo.

A la izquierda la patinadora comienza a girar con los brazos extendidos, a la derecha, encoge los brazos contra el cuerpo y cruza las piernas para aumentar su velocidad de giro

Patinaje artístico y otros deportes

El momento angular es una importante magnitud que se pone de manifiesto en numerosas situaciones, lo que demuestra lo universal que es:

Ejemplo de momento angular

Fuerza de gravedad: el peso que tenemos sobre la superficie de la tierra. Fuerza centrípeta: la tensión de la cuerda que soporta nuestro peso en un columpio al balancearse. Fuerza recuperadora (elástica): el impulso que un trampolín le imprime a un saltador. Fuerza eléctrica: el frizz o rizado del cabello al peinarse.

EJEMPLOS DE LAS FUERZAS CENTRALES INCLUYEN

Un electrón se mueve en una órbita circular de radio r y se producen desde una corriente I = (carga del electrón) x (número de veces por segundo que el electrón pasa de un punto de trayectoria) = e ν donde ν representa la frecuencia de giro de electrones. El movimiento circular del electrón produce un campo magnético, similar al campo magnético producido por imanes de barra que al momento que se da es el caso de una trayectoria plana de la corriente, cuya área es π r 2 entonces: μ A = I | μ | = IA = (e ν ) ( π r 2 ).

Una fuerza central es conservadora. Por lo tanto, una fuerza central puede ser expresada en términos de una gradiente negativa del potencial de tal forma. En un campo conservador, la energía mecánica total se conserva: Se define el momento angular orbital de una partícula de masa m (En el caso p = m v) y el par de una fuerza F como la derivada temporal del momento angular.

En la mecánica clásica, una fuerza central se caracteriza por una magnitud que depende sólo de sí y la distancia desde el objeto hasta el punto de origen de la fuerza, esta se dirige a lo largo del vector que caracteriza a la distancia: es decir, una fuerza central es aquella cuya dirección pasa siempre por el centro de la pista, esta expresión, F es la fuerza, F representa la magnitud de la fuerza, r es el vector de posición, r representa el módulo de este vector y presenta un vector unitario para caracterizar la dirección del vector de fuerza.

FUERZA CENTRAL

CARACTERISTICAS

Las fuerzas centrales tienen algunas características importantes:1. Dirección constante: Las fuerzas centrales actúan siempre a lo largo de la línea que une las partículas interactuantes. Es decir, la fuerza actúa a lo largo de la dirección que pasa por el centro de las partículas. 2. Magnitud dependiente de la distancia: La magnitud de la fuerza central depende de la distancia entre las partículas interactuantes. Generalmente, este tipo de fuerzas disminuyen a medida que aumenta la distancia entre las partículas. 3. Energía potencial dependiente solo de la distancia: En el caso de las fuerzas centrales, la energía potencial asociada con la fuerza solo depende de la distancia entre las partículas y no de la orientación. Esto significa que solo el radio vector que une las partículas importa en la determinación de la energía potencial asociada con la fuerza central.Estas características son cruciales en el estudio de sistemas físicos que involucran fuerzas centrales, como el movimiento de planetas alrededor del Sol o partículas cargadas en un campo eléctrico uniforme.

Al estudiar la dinámica de la partícula, es posible analizar la aceleración, la velocidad y la posición de la partícula en cualquier momento dado, lo que permite predecir cómo se moverá bajo la influencia de las fuerzas externas. Este análisis es crucial en campos como la física, la ingeniería y la ciencia en general, ya que proporciona las herramientas necesarias para entender y diseñar sistemas físicos y mecánicos.En resumen, la dinámica de la partícula es una herramienta poderosa que nos permite comprender y predecir el movimiento de las partículas en función de las fuerzas que actúan sobre ellas, lo que resulta esencial en numerosos campos de estudio y aplicación.

• 1. Leyes de Newton
• Movimiento
• Fuerzas
• Ecuaciones de movimiento
• Inercia

CONCLUSION FINAL

La dinámica de una partícula se refiere al estudio de su movimiento en función del tiempo y las fuerzas que actúan sobre ella. En la mecánica clásica, este análisis se realiza utilizando las leyes de Newton, que establecen que la fuerza neta que actúa sobre una partícula es igual a la masa de la partícula multiplicada por su aceleración. Esto permite predecir la trayectoria y la velocidad de la partícula en cualquier instante de tiempo, siempre y cuando se conozcan las fuerzas que actúan sobre ella. En resumen, la dinámica de la partícula es fundamental para comprender y predecir el movimiento de objetos en diferentes situaciones físicas.

CARACTERISTICAS IMPORTANTES DE LA DINAMICA DE LA PARTICULA

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REFERENCIAS FORMATO APA

FUENTES DE INFORMACION CONSULTADA

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• https://concepto.de/leyes-de-newton/
• https://brainly.lat/tarea/7019130
• https://www.ejemplos.co/leyes-de-newton/
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• https://fisica.laguia2000.com/dinamica-clasica/fuerzas/la-fuerza-central

SIMON PEDRO MORALES HERNANDEZ MECANICA CLASICA

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