Breve introducción de la dinámica de traslación

2. C A P Í T U L O I
Dinámica de Traslación
1.1.-DINÁMICA.
1.1.1.-DEFINICIÓN:
La dinámica es una parte de la Mecánica que
analiza las relaciones entre movimientos y las
causas que los producen, teniendo presente
parámetros como: trayectoria, masa, forma del
cuerpo y medio en el que se desarrolla el
fenómeno, entre otros 

3. DINÁMICA DE TRASLACIÓN
estudia
Relaciones entre
movimientos y
causas que los producen en
se fundamenta
LAS LEYES DE
NEWTON
que son
Ley de la Ley de Acción
Inercia Ley de la y Reacción
Aceleración
aplicadas a
equilibrio en Sistemas de en desequilibrio
Fuerzas
donde con donde
i= n  Problemas
∑ Fi = 0 Planteados
i= n 
i= l ∑ Fi ≠ 0
Autoevaluación i= l
Ensayos
Experimentales

4. ALGUNOS TIPOS DE FUERZAS
como
Peso Normal Fricción o Elástica De Tensión
Rozamiento
Fuerza con que Fuerza que se Fuerza
la Tierra atrae desarrolla entre las presentada en
a todos los superficies de hilos, cables o
cuerpos contacto cuerdas, con el
cuerpo al que
están unidos.
Fuerza que se
genera al
contacto entre Fuerza que
restituye al
dos cuerpos
cuerpo a sus
condiciones
iniciales como
los resortes.
Perpendicular a
las superficie de De sentido
contacto opuesto a la
deformación
Hacia abajo En sentido
perpendicular a opuesto al
la horizontal movimiento
relativo Fe = k ∆x
.
P = m.g FROZ = µ FN
.

5. 1.2.-LEYES DE ISAAC NEWTON.
1.2.1.- LEY DE LA INERCIA:
“Todo cuerpo permanece en su estado de reposo
o de movimiento rectilíneo uniforme mientras
otros cuerpos no actúen sobre él y lo obliguen
a cambiar de estado” 
Fig. 1
Interpretando el enunciado podemos decir lo
siguiente: Toda porción material que se
encuentre en reposo o en movimiento uniforme,
tiende a seguir en su estado de reposo o de
movimiento uniforme si no actúan sobre ella
otras porciones materiales.

6. La realidad hace posible demostrar plenamente
ésta Ley en forma experimental, porque el
medio que nos rodea contiene muchísimos
cuerpos y no es posible aislar la materia
totalmente.
Teóricamente se cumpliría colocando el cuerpo
en un SISTEMA DE REFERENCIA INERCIAL, por
ejemplo el Sistema Heliocéntrico con el origen
de coordenadas en el sol y los ejes dirigidos
hacia ciertas estrellas. 
A manera de ejemplos podemos citar los
siguientes:
 Un pasajero viaja dentro de un auto
desplazándose con Movimiento Rectilíneo
Uniforme, repentinamente frena el auto, el
pasajero se moverá hacia adelante, porque
pretende conservar su estado inicial de M.R.U.

7.  Un auto al tomar una curva, tiende a moverse
en la dirección que estaba antes.
______________________________________________
 Estado de reposo e inerte.
 Una persona está sobre una mesa, intempes-
tivamente damos un halón a la mesa, la
persona trata de estar en la posición que se
encontraba y se desequilibra.
1.2.2.-LEY DE LA ACELERACIÓN (fuerza
y masa).
“La variación del movimiento es proporcional
a la fuerza aplicada y su dirección es la
misma que la fuerza que actúa” 
En este principio se introduce un nuevo
concepto: FUERZA, que se produce debido a la
acción de unos cuerpos sobre otros, para
cambiar el movimiento. La variación del
movimiento respecto al tiempo es la magnitud
física que se le ha denominado ACELERACIÓN,
es una magnitud vectorial porque posee norma,
dirección y sentido. Luego, recogiendo el
enunciado diremos:

8. “LA FUERZA APLICADA SOBRE UN CUERPO ES
DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A SU ACELERACIÓN.”
Es decir a mayor fuerza mayor aceleración y a
menor fuerza menor aceleración, simbólicamente
esto es:
 
F ∝ a
 
F = k ⋅a (1-1)
Nótese que si la aceleración es vector,
también la fuerza es una magnitud vectorial
que tiene la misma dirección y sentido que la
aceleración, ya que, el producto de un
escalar (K ) por un vector resulta otro vector.
Analizando la ecuación (1-1) observamos que
existe una constante de proporcionalidad: MASA
que posee el cuerpo (considerando velocidades
por debajo de la velocidad de la luz).
Visto el problema de otra forma, si aplicamos
una misma fuerza a distintos cuerpos
obtendremos distintas aceleraciones,
comprobándose que a mayor masa se produce
menor aceleración y viceversa.
Consecuentemente:

9. 1
m ∝ 
a
 1
m = k. 
a (1-2)

donde la constante de proporcionalidad k es

la fuerza aplicada en F, entonces
 1
m = F. 
a
 
m. = F
a
1.2.2.1.-ANÁLISIS DE UNIDADES DE
MEDIDA Y DIMENSIONES.
Unidades de medida:
S.I. C.G.S. S.Técnico
m (kg) m (g) F ( kg )1
a (m/s²) a (cm/s²) F (kgf)
F (kg. m/s²) F (g. cm/s²) F (kg. fuerza)
1 kg se lee: 1kg de fuerza, es aquella
con que sería atraída por la gravedad
(9.8 m/s²) una masa patrón de 1kg a 45°
de latitud y a nivel del mar.

10. F (Newtones) F (Dinas)
F ( N ) F (D)
Dimensiones:
[ F] = [ m.a ]
[ F] = [ m ] ⋅ [ a]
[ F] = M.L.T−2
Conversiones:
 1 N es la fuerza necesaria para mover una
masa de 1kg produciéndole una aceleración
de 1m/s².
 1 D es la fuerza necesaria para mover una
masa de 1g con una aceleración de 1cm/s².

 t es la tonelada fuerza igual a 1000 kg .

1 t = 1000 kg
 1N = 1 kg.1 m/s² = 1 000 g . 100 cm/s²
1N = 1.105 D

11.  1 kg = 1Kg . 9,8 m/s² = 9,8 Kg.m/s²
1 kg = 9,8N
1.2.2.2.-ANÁLISIS DE LOS GRÁFICOS:
F = f(a) ; m = f(a) y m = f(a-1)
F = f(a)
El primer gráfico es
una línea recta, lo
que ratifica la
proporción directa
entre las magnitudes
 
F y a.
m = f(a) m = f (a-1)
a-1

12. El segundo gráfico es una rama hiperbólica,
cuyo gráfico de comprobación es el tercero:
resultando una línea recta que explica la
proporción directa entre las magnitudes masa y
el inverso de la aceleración.
1.2.2.3.- EL PESO.
El peso de un cuerpo es un caso de fuerza,
porque la masa es acelerada hacia el centro de
la Tierra, con aceleración gravitacional media
de 9,8 m/s² y está dirigido en la misma
dirección y sentido del campo gravitacional 
 
F = m⋅a
 
P = m .g (1-4)
El peso es una fuerza vertical dirigida hacia
abajo, siempre perpendicular al plano
horizontal.
__________
  
P P P

P

13. La aceleración de la gravedad presenta
variaciones de un lugar a otro, por lo que el
peso de un cuerpo también varía.
Por ejemplo, el peso de un cuerpo en el
Ecuador (g = 9,77 m/s²) es menor que en los
polos ( g = 9,82 m/s²). Un cuerpo pesa en la
Luna 1/6 de su peso en la Tierra, ya que la
aceleración de la gravedad en la luna es la
sexta parte que la de la tierra.

14. APENDICE 
ALGUNOS DATOS DE LOS PLANETAS DEL SISTEMA
SOLAR.
PLANETA RADIO MASA PERIODO
ECUATORIAL (años
( ∗ )
(Km) terrestres)
Tierra 6 370 1 1
Venus 6 200 0,81 0,615
Mercurio 2 400 0,055 0,241
Marte 3 390 0,107 1,881
Júpiter 71 400 317,9 11,9
Saturno 60 000 95,2 29,5
Urano 25 800 14,6 84
Neptuno 25 000 17,2 164,8
Plutón - - 247,7
∗ Masa relacionada con la masa terrestre:

15. 5,96 . 1024 Kg.
APENDICE 
DENSIDAD DE VARIOS SÓLIDOS Y LÍQUIDOS
SÓLIDOS DENSIDAD( Kg/m³)
Aluminio 2 600
Hierro 7 800
Acero 7 700
Cobre 8 600
Estaño 7 200
Plata 10 500
Platino 21 400
Zinc 7 000
Madera (eucalipto) 600
800
Madera Pino seco 400
Vidrio 2 500
2 600
LÍQUIDOS DENSIDAD( Kg/m³)
Agua 1 000
Glicerina 1 300
Mercurio 13 600
Keroseno 800
Aceite de Resina 900
Aceite Lubricante 800
900
Agua de mar 1 030
Gases: Aire 1,3 ( Kg/m³)

16. BIBLIOGRAFIA
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Curso de Física Moderna. México: Editorial
Harla, S.A.
Alvarenga, B. y Máximo, A. (1983). Física
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edición actualizada. México: Edit. Harla S.A.
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Edición S.A.
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Física General. Tomo I. Moscú: Editorial MIR.
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Buenos Aires: Editorial Kapelusz.
Mercado, C. (1980). Test de Física (962
problemas). Santiago de Chile: Editorial
Universitaria.

17. Nara, H. (1980). Mecánica Vectorial para
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Reimpresión. México: Editorial Limusa, S.A.
Resnick, R y Halliday, D. (1980) . Física :
Parte I. México: Companía Editorial
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Quito: Editorial Universitaria.
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Vallejo-Zambrano, (2002). Física Vectorial 1 y
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Volkenstein, V. (1970). Problemas de Física
General. Moscú: Editorial MIR.
White, H. (1972) . Física Moderna. España ,
Barcelona: Gráficas Román S.A.
Zemansky, M. y Sears, F. (1971). Física
General. España: Quinta edición. Editorial
Aguilar.

18. Índice de contenido
1.1.-DINÁMICA......................3
1.1.1.-DEFINICIÓN:.................3
1.2.-LEYES DE ISAAC NEWTON.........6
1.2.1.- LEY DE LA INERCIA:.........6
1.2.2.-LEY DE LA ACELERACIÓN (fuerza
y masa)...........................8
1.2.2.1.-ANÁLISIS DE UNIDADES DE
MEDIDA Y DIMENSIONES..............10
1.2.2.2.-ANÁLISIS DE LOS GRÁFICOS: 12
1.2.2.3.- EL PESO.................13
APENDICE ........................15
APENDICE ........................16
BIBLIOGRAFIA......................17