La dinámica estudia las causas del movimiento de los cuerpos, es decir, cómo las fuerzas influyen en su desplazamiento y aceleración. Estas diapositivas presentan los principios fundamentales, incluyendo las leyes de Newton, tipos de fuerzas, fricción y gravedad, acompañadas de ejemplos prácti...
La dinámica estudia las causas del movimiento de los cuerpos, es decir, cómo las fuerzas influyen en su desplazamiento y aceleración. Estas diapositivas presentan los principios fundamentales, incluyendo las leyes de Newton, tipos de fuerzas, fricción y gravedad, acompañadas de ejemplos prácticos y ejercicios resueltos para aplicar la teoría y comprender mejor los fenómenos físicos en la vida real
Size: 1.98 MB
Language: es
Added: Sep 03, 2025
Slides: 60 pages
Slide Content
DINÁMICA
Capítulo 5
Ing. Carlos Flores
La dinámica estudia las causas y los cambios del movimiento de los
cuerpos, a diferencia de la cinemática que estudia el movimiento de los
cuerpos sin preocuparse de lo que induce a este movimiento.
El estudio de la dinámica es muy importante para conocer el mundo que
nos rodea, y sus aplicaciones van desde determinar la fuerza necesaria
para mover un automóvil hasta predecir el movimiento de los planetas y
galaxias (de hecho, Newton ideó las leyes porque estaba estudiando los
principios que regían los movimientos de los planetas).
Muchos de los primeros científicos se ocuparon del estudio del movimiento.
Fue el científico inglés Isaac Newton (1642-1727) quien resumió las diversas
relaciones y principios de esos primeros estudiosos en tres afirmaciones o
leyes que se conocen como leyes del movimiento de Newton.
Dinámica
¿Qué habría ocurrido si Newton hubiera vivido en la costa?
Descubrimiento de las leyes
Una fuerza es algo que puede cambiar el estado de movimiento de un cuerpo (su velocidad). Para
producir un cambio en el estado de movimiento de un cuerpo, debe haber una fuerza neta, no
equilibrada, diferente de cero
Definición de fuerza
La unidad de la fuerza es el NEWTON (N) � ??????=�
???????????? �
�
�
Dinámica
Son tipos de fuerzas en las que los
cuerpos que interactúan están
físicamente en contacto.
Fuerza de contacto
Ejemplos:
•fuerza de fricción
•fuerza normal
•fuerza de resistencia del aire
•fuerzas aplicadas
Fuerzas de acción a distancia
Son tipos de fuerzas en las que los
cuerpos que interactúan no se
encuentran en contacto físico, pero
son capaces de empujarse o
atraerse a pesar de su separación
física.
Ejemplos:
•fuerza gravitacional
•fuerza eléctrica
•fuerza magnética
El significado de fuerza
Dinámica
Una fuerza neta es la suma vectorial de todas de las fuerzas que actúan en un sistema. Ԧ??????
�??????��=ΣԦ??????
Definición de fuerza neta
Dinámica
Cantidad de materia que
contiene un objeto.
Diferencias entre
masa y peso
MASA
Fuerza de atracción
gravitacional que un
cuerpo celeste ejerce
sobre un objeto.
PESO
MASA
PESO
Se mide en
kg
Se mide en N
No depende del
planeta en el que
se encuentre el
objeto
No depende de la
distancia a la que se
encuentra de un
cuerpo celeste.
.
Dinámica
Depende de la
posición del
objeto en el
universo.
Depende de la
distancia a la que se
encuentra de un
cuerpo celeste.
.
INERCIA
Inerciaeslatendenciadelos
cuerposamantenerunestado
dereposoodemovimiento
rectilíneouniforme(velocidad
constante).
La masa es una medida
cuantitativa de la inercia.
Recuerde que, según la teoría clásica, la masa no
cambia sin importar donde se encuentre o como
se mueva.
Dinámica
Ejemplos de inercia
INERCIA
Dinámica
Dinámica
•Primera Ley de Newton (Ley de inercia)
•Segunda Ley de Newton (Principio de fuerza)
•Tercera Ley de Newton (Ley de Acción y Reacción)
A esta parte de la mecánica se la estudia por medio de 3 leyes establecidas por
Sir. Issac Newton.
También se las conoce como leyes de movimiento de Newton:
Leyes del movimiento de Newton
En ausencia de la aplicación de una fuerza no equilibrada (F
neta = 0), un cuerpo en
reposo permanece en reposo, y un cuerpo en movimiento permanece en movimiento con
velocidad constante (rapidez y dirección constantes).
Fuerzas
equilibradas
Objetos en reposo
(v = 0 m/s)
Permanece en
reposo
Objetos en movimiento
(v ≠ 0 m/s)
Permanece en
movimiento
con la misma velocidad
1RA LEY DE NEWTON (Ley de inercia)
De acuerdo con la primera ley, se concluye que
un sistema donde la Fuerza neta es igual a cero
está en reposo o en movimiento con velocidad
constante.
Dinámica
De acuerdo con la primera ley, se concluye que un
sistema donde la Fuerza neta es igual a cero está en
reposo o en movimiento con velocidad constante.
Fuerzas
equilibradas
Objetos en reposo
(v = 0 m/s)
Permanece en
reposo
Objetos en movimiento
(v ≠ 0 m/s)
Permanece en
movimiento
con la misma velocidad
1RA LEY DE NEWTON (Ley de inercia)
Dinámica
¿Qué significa exactamente la frase
“fuerza no equilibrada?
Dinámica
Dinámica
•Todos los cuerpos se resisten al cambio en su estado de movimiento.
•Todos los cuerpos presentan esta tendencia.
•Hay cuerpos que tienen mayor tendencia a resistir los cambios de su estado de movimiento que otros.
•La tendencia de un cuerpo a resistir cambios en su estado de movimiento depende de su masa.
•La inercia es una cantidad que depende únicamente de la masa del cuerpo.
•Mientras mayor es la masa del cuerpo, mayor es su inercia y mayor será su resistencia a cambiar su
estado de movimiento.
Conceptos
EJERCICIO 01
a)Un cuerpo tendrá menor inercia mientras más rápido sea el cambio
de su rapidez.
b)La inercia solo se manifiesta cuando los cuerpos están en equilibrio.
c)En la luna la inercia de un cuerpo será la misma que un lugar donde
la gravedad tenga un valor de la mitad que en la luna.
Una de las siguientes afirmaciones es verdadera. Identifíquela
EJERCICIO 02
I.La inercia es una propiedad de la materia a mantenerun estadode reposoo de
movimientorectilíneouniforme.
II.Un cuerpo pesa menos en la luna que en la tierra debido a la variación de su
inercia.
III.Los cuerpos en el vacío carecen de inercia.
IV.En los lugares donde no existe gravedad la inercia no se manifiesta.
Con relación a la inercia ¿Cuáles de los siguientes enunciados
son verdaderos?
SISTEMAS DE REFERENCIA
Dinámica
SISTEMA DE REFERENCIA INERCIAL Y
NO INERCIAL
Un SISTEMA DE REFERENCIA INERCIAL es aquel que no tiene aceleración, es
decir, está en reposo o se mueve con velocidad constante.
Un SISTEMA DE REFERENCIA NO INERCIAL es aquel que tiene aceleración
(CAMBIO EN MÓDULO Y/O DIRECCIÓN DE LA VELOCIDAD).
Las leyes de la Física solamente se cumplen en sistemas de referencia inerciales.
Dinámica
SISTEMA DE REFERENCIA INERCIAL Y NO
INERCIAL
Identifique los sistemas de referencia inerciales y no inerciales:
•Un tren que se mueve a velocidad constante
•Un carro que está virando la esquina
•Un bus que está en reposo
•Un carro que baja una pendiente con velocidad constante
•Una nave espacial que gira alrededor de la Tierra
•Un paracaidista cayendo con velocidad constante.
Dinámica
EJERCICIO 03
a)1N
b)2N
c)4N
d)10N
Un objeto pesa 10N en la superficie de la tierra. ¿ Cuál es el
peso del objeto en un planeta donde la aceleración debida a la
gravedad sea la décima parte que la tierra?
Dinámica
Temarios
❑Objetivos
❑Definición de la segunda Ley de Newton
❑Problemas de aplicación
❑Definición de la tercera Ley de Newton
❑Problema de aplicación
❑Definición de un diagrama de cuerpo libre
❑Aplicación de la tercera ley en un diagrama de cuerpo libre
❑Problema de aplicación
❑Resumen
❑Estrategias para realizar un diagrama de cuerpo libre.
Objetivos
❑Explicar la Segunda ley de Newton.
❑Explicar la tercera ley de Newton.
❑Analizar la aplicación de la tercera ley de Newton en los diagramas
de cuerpo libre.
La fuerza neta es igual al producto de la masa del objeto y su aceleración:→→
= amF
❑La FUERZA NETA y no una fuerza individual, es la que se relaciona con la
aceleración.
❑La fuerza neta es la suma vectorial de todas las fuerzas.
❑La aceleración del objeto tiene la misma dirección de la fuerza neta
2DA LEY DE NEWTON (Principio de la fuerza)
Dinámica
La aceleración de un objeto producida por una fuerza neta es directamente
proporcional a la magnitud de la fuerza neta e inversamente proporcional a la masa
del objeto.
2DA LEY DE NEWTON (Principio de la fuerza)m
F
a
→
→
=
Dinámica
La fuerza es una cantidad que es medida usando una unidad conocida
como el newton. Un newton es abreviado por “N”.
Un newton es la cantidad de
fuerza requerida para lograr que
una masa de 1.0 kg adquiera una
aceleración de 1.0 m/s
2
. 2
11
s
m
kgN =
Unidades de fuerza
Dinámica
EJERCICIO 04
a)Si está en reposo o moviéndose con velocidad constante.
b)Si está moviéndose con velocidad constante o con aceleración
constante.
c)Solo si está en reposo.
d)Solo si está moviéndose con aceleración constante.
¿ Bajo qué condición(es) estará un cuerpo en equilibrio?
Dinámica
EJERCICIO 05
¿Cuál de los sistemas de fuerzas mostrados, imprime
mayor aceleración a la masa m?
Dinámica
A) B)
EJERCICIO 06
Un tractor tira de un remolque cargado sobre un camino plano, con una fuerza
constante de 440 N. Si la masa total del remolque y su contenido es de 275 kg, ¿qué
aceleración tiene el remolque? (Desprecie todas las fuerzas de fricción)
Dinámica
Temarios
❑Objetivos
❑Definición de la tercera Ley de Newton
❑Problema de aplicación
❑Definición de un diagrama de cuerpo libre
❑Aplicación de la tercera ley en un diagrama de cuerpo libre
❑Problema de aplicación
❑Resumen
❑Estrategias para realizar un diagrama de cuerpo libre.
Objetivos
❑Explicar la tercera ley de Newton.
❑Analizar la aplicación de la tercera ley de Newton en los diagramas
de cuerpo libre.
Tercera ley del movimiento de Newton
Tenemos que tener presente que:
Una fuerza que actúa sobre un cuerpo siempre es el resultado de la
interacción con otro cuerpo.
Fig 03. El movimiento de los planetas
alrededor del sol
Como se puede observar, existen interacciones por contacto e interacciones a
distancia que pueden producir un movimiento.
Fig 01. Patear una pelota Fig 02. Tirar de un objeto
Tercera ley del movimiento de Newton
La tercera Ley de Newton indica:
“Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el
segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta
sobre el primero”.
Expresión Matemática de la 3era Ley de Newton
Fig 04. Tercera ley de Newton
??????
� ��??????�?????? �: Fuerza que ejerce la persona sobre la pelota.
??????
� ��??????�?????? �: Fuerza que ejerce la pelota sobre la persona.
??????
� ��??????�?????? �=−??????
� ��??????�?????? �
Tercera ley del movimiento de Newton
Problema de Aplicación 01:
Dos cajas se encuentran en reposo como se muestra en la figura 05.
Analizar el tipo de fuerza que existe entre los bloques A y B.
Fig 05. Aplicación 01
Como se observa, el par de fuerzas de
acción-reacción no actúa sobre el mismo
cuerpo.
B
B
Ԧ??????
� ����?????? �
Ԧ??????
� ����?????? �
Par de fuerzas
Acción – Reacción
Fig 06. Bloques separados de aplicación 01
Tercera ley del movimiento de Newton
Problema de Aplicación 02:
Analizar las fuerzas que existen en cada uno de los cuerpos de la figura
07 (caja – mesa – tierra).
Fig 07. Aplicación 02
Fig 08. Cuerpos separados de aplicación 02
�
�
�
??????
�
??????
�
Ԧ??????
� ����?????? �
Ԧ??????
� ����?????? �
Ԧ??????
� ����?????? �
Ԧ??????
� ����?????? �
??????
�??????
�
Acción – Reacción
Acción – Reacción
Acción
–
Reacción Acción
–
Reacción
Diagrama de cuerpo Libre (DCL)
“Es una estrategia que nos permite
una correcta organización de las todas
las fuerzas que se aplican sobre un
objeto”.
Descripción del gráfico
??????: Peso de los jugadores. Fuerza gravitacional
que ejerce la Tierra sobre el jugador.
�: Fuerza por contacto que ejerce el suelo sobre
el jugador.
Fig 07. Diagrama de cuerpo libre
Aplicación de la tercera Ley de Newton
en los diagramas de cuerpo libre
Problema de Aplicación 02:
Si una persona se para sobre una báscula (figura 08), ¿cuál sería la
lectura que se muestra?
Fig 08. Aplicación 02
Desarrollo:
+↑Ԧ??????=0
Ԧ??????
��/??????−??????=0
Ԧ??????
��/??????=??????
Fig 09. DCL aplicación 02
Par de fuerzas
Acción –
Reacción.
??????
Ԧ??????
�� ����?????? ??????
Ԧ??????
?????? ����?????? ��
Ԧ??????
�� ����?????? ??????
??????
Aplicación de la tercera Ley de Newton
en los diagramas de cuerpo libre
Fig 10. Aplicación 03
Desarrollo:
Par de fuerzas
acción y reacción
Ԧ??????
� ����?????? �
Ԧ??????
� ����?????? �
??????
�
??????
�
Ԧ??????
??????� ����?????? �
Ԧ??????
??????� ����?????? �
Ԧ??????
Fig 11. DCL Aplicación 03
+→Ԧ??????=??????
��
Ԧ??????−Ԧ??????
� ����?????? �=??????
��
Ԧ??????
Ԧ??????
� ����?????? �
+→Ԧ??????=??????
��
Ԧ??????
� ����?????? �=??????
��
Ԧ??????
� ����?????? �
Problema de Aplicación 03:
Analizar como actúan las fuerzas sobre el siguiente escenario que se
muestra en la figura 10. ¿Qué fuerza mueve a la caja B?
Aplicación de la tercera Ley de Newton
en los diagramas de cuerpo libre
Problema de Aplicación 03:
Analizar como actúan las fuerzas sobre el siguiente escenario que se
muestra en la figura 10. ¿Qué fuerza mueve a la caja B?
Ԧ??????−Ԧ??????
� ����?????? �=??????
��
Ԧ??????
� ����?????? �=??????
��
------------------------------
Ԧ??????−0=??????
��+??????
��
Ԧ??????=??????
�+??????
��
�=
Ԧ??????
??????
�+??????
�
Desarrollo:
Par de fuerzas acción
y reacción
Tiene igual magnitud
Ԧ??????
� ����?????? �
Ԧ??????
� ����?????? �
??????
�
??????
�
Ԧ??????
??????� ����?????? �
Ԧ??????
??????� ����?????? �
Ԧ??????
Fig 12. DCL Aplicación 02
Aplicación de la tercera Ley de Newton
en los diagramas de cuerpo libre
Problema de Aplicación 03:
A la fuerza que se genera por el contacto con la superficie se la denomina
Fuerza Normal (N)
Fuerza Normal (N): es una fuerza que surge por el contacto con otra superficie, es
perpendicular a dicha superficie y siempre ingresa al objeto.
Fig 13. DLC Aplicación 03 Fig 14. Cambio de nombre de las fuerzas
Resumen de la clase
Tercera Ley de Newton:
•Las fuerzas siempre son producto de interacción de 2 cuerpos.
•No hay fuerzas aisladas.
•El par acción - reacción actúan en cuerpos diferentes
•Tiene igual magnitud
•Tiene dirección opuesta
Aplicación de la tercera ley en los diagramas de cuerpo
libre:
•El ordenamiento adecuado de las fuerzas, permite el
correcto desarrollo de un problema físico.
•La tercera ley de Newton nos permite identificar las
fuerzas que realmente producen el movimiento en cada
cuerpo.
Fuerza Normal ( N):
•Es la fuerza que surge por el contacto con otra superficie y es perpendicular a
dicha superficie.
Resumen:
Diagramade
cuerpolibre
(DCL)
Estrategia para realizar un DCL
1.Peso: Directamente hacia el centro de la tierra.↓
2.Superficies en contacto: Identificar el número de
superficies. Por cada superficie hay una fuerza
NORMAL
oFuerza Normal:
➢Perpendicular a la superficie en contacto.
⊥
➢Siempre ingresa al cuerpo.
3.Tensión: Por cada cuerda hay una tensión. Siempre
va del cuerpo hacia la cuerda. Sale del cuerpo.
4.Fuerzas externas
5.Identificación del movimiento:
oԦ??????
�??????��=0 ??????���??????� � ??????.??????.�
oԦ??????
�??????��=??????Ԧ� ??????.??????.�.�
6.Establecer las ecuaciones: Siempre coloque la
dirección positiva en dirección de la aceleración.
Ejercicios de
aplicación
EJERCICIO 07
Dinámica
EJERCICIO 08
Dinámica
Realice el diagrama del cuerpo libre del cuerpo de masa m1
EJERCICIO 09
Dinámica
Realice el diagrama del cuerpo libre del cuerpo de masa m2
EJERCICIO 10
Dinámica
Realice el diagrama de cuerpo libre
del segundo bloque
EJERCICIO 11
Dinámica
a)0 N
b)10 N
c)25 N
d)35 N
e)50 N
Objetivos
❑ Resolver ejercicios de repaso.
❑ Analizar los diagramas de cuerpo libre.
❑ Resolver ejercicios de aplicación de dinámica.
Autor: Futuro Lic. Robinson Carrión
Ejercicio 01
Mi mejor amigo conduce para ir al trabajo va 5km al
este, 5km al sur, 5km al este, y 5km al sur. ¿Cuál es mi
distancia recorrida? Fig03.
Repaso
Autor: Futuro Lic. Paúl Chica
Ejercicio 02
Una partícula se halla en la posición ??????
�=18 ?????? cuando �
�= 2 ?????? y ??????=
3 ?????? cuando �=72 ?????? respecto a un sistema de ejes ortogonales, donde
uno de los ejes coincide con la dirección de movimiento de la partícula.
Halla la velocidad media en este intervalo de tiempo.
Repaso
Autor: Futuro Lic. Reinaldo Coloma
Ejercicio 03
Un automóvil recorre 100 km en 2 horas. ¿Cuál es su rapidez media en
km/h?
Repaso
Resumen:
Diagramade
cuerpolibre
(DCL)
Estrategia para realizar un DCL
1.Peso: Directamente hacia el centro de la tierra.↓
2.Superficies en contacto: Identificar el número de
superficies. Por cada superficie hay una fuerza
NORMAL
oFuerza Normal:
➢Perpendicular a la superficie en contacto.
⊥
➢Siempre ingresa al cuerpo.
3.Tensión: Por cada cuerda hay una tensión. Siempre
va del cuerpo hacia la cuerda. Sale del cuerpo.
4.Fuerzas externas
5.Identificación del movimiento:
oԦ??????
�??????��=0 ??????���??????� � ??????.??????.�
oԦ??????
�??????��=??????Ԧ� ??????.??????.�.�
6.Establecer las ecuaciones: Siempre coloque la
dirección positiva en dirección de la aceleración.
EJERCICIO 04
Dinámica
Determine, ¿cuál de los siguientes sistemas tiene mayor inercia, si tienen
rapidez constante?
??????=5 ????????????
(�)
??????=5 ??????/??????
??????=6 ????????????
(�)
??????=1 ??????/??????
??????=3 ????????????
(�)
??????=4 ??????/??????
??????=3 ????????????
(�)
??????=12 ??????/??????
??????=1 ????????????
(�)
??????=100 ??????/??????
EJERCICIO 05
Dinámica
Determine sobre cuál de los siguientes sistemas mostrados se ejerce
mayor fuerza neta.
??????=5 ????????????
(�)
�=5 ??????/??????
2
??????=6 ????????????
(�)
�=1 ??????/??????
2
??????=3 ????????????
(�)
�=4 ??????/??????
2
??????=3 ????????????
(�)
�=2 ??????/??????
2
??????=100 ????????????
(�)
�=0 ??????/??????
2
Problema propuesto de Sears Zemansky.
Ejercicio 06
Un letrero de 3.0 kg cuelga en un pasillo, como se muestra en la
figura. ¿Qué resistencia mínima a la tensión debe tener el cordón
empleado para colgar el letrero?
Dinámica
EJERCICIO 07
Dinámica
EJERCICIO 08
Dinámica
a)30 N (→)
b)30 N (←)
c)40 N (→)
d)40 N (←)