La dinámica estudia el movimiento de los cuerpos y las causas que lo originan. Mientras la cinemática describe CÓMO se mueven los cuerpos, la dinámica explica POR QUÉ se mueven.

💡 La dinámica se basa en las Leyes de Newton, que veremos en el siguiente subtema.

Introducción

La inercia es la propiedad de la materia que hace que los cuerpos se resistan a cambiar su estado de movimiento. Un cuerpo en reposo tiende a permanecer en reposo, y un cuerpo en movimiento tiende a seguir moviéndose.

La masa es la medida cuantitativa de la inercia. A mayor masa, mayor inercia.

Donde: w = peso [N], m = masa [kg], g = 9.8 m/s² (gravedad)

⚠️ No confundas masa con peso. La masa es constante en cualquier lugar del universo, pero el peso cambia según la gravedad local.

Inercia y masa

El trabajo es la energía transferida cuando una fuerza desplaza un cuerpo. Es una magnitud escalar.

Donde: T = trabajo [J], F = fuerza [N], d = desplazamiento [m], θ = ángulo entre F y d

Ejemplo: Empujar un carro con 50 N a lo largo de 10 m → T = 50 × 10 = 500 J

Trabajo

La energía cinética es la energía que posee un cuerpo debido a su movimiento. Depende de la masa y la velocidad.

Donde: Ec = energía cinética [J], m = masa [kg], v = velocidad [m/s]

💡 Teorema trabajo-energía: El trabajo neto sobre un cuerpo es igual al cambio en su energía cinética.

Energía cinética

La energía potencial es la energía almacenada en un cuerpo debido a su posición o configuración. La energía potencial gravitacional depende de la altura.

Donde: Ep = energía potencial [J], m = masa [kg], g = 9.8 m/s², h = altura [m], w = peso [N]

Conservación de la energía mecánica: En ausencia de fricción, Emec = Ec + Ep = constante

Energía potencial

La potencia es la rapidez con la que se realiza un trabajo o se transfiere energía.

Donde: P = potencia [W], T = trabajo [J], E = energía [J], t = tiempo [s]

Potencia

La torca (también llamada momento o torque) mide la tendencia de una fuerza a producir una rotación alrededor de un eje.

Donde: τ = torca [N·m], F = fuerza [N], r o d = brazo de palanca (distancia perpendicular del eje a la línea de acción de F) [m]

💡 Ejemplo: Es más fácil abrir una puerta empujando lejos de las bisagras (mayor brazo de palanca) que cerca de ellas.

Torca/Momento

Si la fuerza es perpendicular al desplazamiento, el trabajo es cero

Una grúa de construcción levanta materiales en un edificio: Situación 1: Levanta un bloque de 200 kg desde el suelo hasta 15 m de altura en 10 segundos. Cálculos: • Peso del bloque: w = m·g = 200 kg × 10 m/s² = 2,000 N • Trabajo realizado: T = w·h = 2,000 N × 15 m = 30,000 J • Potencia de la grúa: P = T/t = 30,000 J / 10 s = 3,000 W = 3 kW • Energía potencial del bloque a 15 m: Ep = m·g·h = 200 × 10 × 15 = 30,000 J Situación 2: Un bloque de 100 kg cae desde 20 m de altura. Al inicio (en lo alto): • Ep = 100 × 10 × 20 = 20,000 J • Ec = 0 (en reposo) • Emec = 20,000 J Al llegar al suelo: • Ep = 0 • Ec = 20,000 J (por conservación) • Velocidad: ½m·v² = 20,000 → v = √(2×20,000/100) = √400 = 20 m/s La energía se conserva: la Ep se transforma completamente en Ec.

La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma

La energía mecánica es la suma de Ec y Ep

🎯 Fórmulas esenciales: Peso: w = m·g Trabajo: T = F·d·cosθ Energía cinética: Ec = ½m·v² Energía potencial: Ep = m·g·h Potencia: P = T/t Torca: τ = F·r Conservación: Emec = Ec + Ep = constante

💡 Tip UAM: Problemas comunes involucran conservación de energía (caída libre, péndulos) y cálculos de trabajo y potencia. Practica con ejemplos reales.

Dinámica: Las causas del movimiento

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