Dinámica

Existe una rama de la física que se encarga de estudiar y analizar el movimiento en relación con las causas que lo originan, la dinámica. Los conocimientos en este campo han permitido realizar diversos descubrimientos como la descripción del movimiento de los planetas.

La dinámica se enfoca en estudiar y describir la evolución a través del tiempo de un sistema físico (un conjunto de objetos ordenados que obedecen ciertas leyes y que en cuyas partes se evidencia una conexión de tipo causal). Para estudiar las alteraciones que se producen en este tipo de sistemas, la dinámica emplea ecuaciones de movimiento.

Las leyes de Newton

El primer estudioso en formular leyes fundamentales en el campo de la dinámica fue Isaac Newton. Su aporte fue tan importante que hasta la fecha sus leyes representan las bases para la mayoría de problemas que involucran cuerpos en movimiento.

Isaac Newton fue un físico británico que nació el 4 de enero de 1643 en el condado de Lincolnshire en Inglaterra.

Primera ley: Ley de la inercia

Establece que un cuerpo permanecerá en estado de reposo o en movimiento rectilíneo uniforme a no ser que se vea sujeto a cambiar su condición por una o varias fuerzas externas.

Segunda ley: Principio fundamental de la dinámica

Plantea que el cambio de movimiento es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre un cuerpo y se produce en línea recta a lo largo de la fuerza que imprime. De este modo, la aceleración a la cual se encuentra sometido un cuerpo es proporcional a fuerza neta aplicada sobre éste.

Tercera ley: Principio de acción-reacción

Esta ley propone que con toda acción siempre se produce una reacción igual y en sentido opuesto, es decir, cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste último imprime sobre el primero una fuerza de igual magnitud pero de sentido contrario.

Las leyes de Newton revolucionaron los conceptos básicos de la física y ampliaron los conocimientos relacionados con los movimientos de los cuerpos en el universo.
Diferencia entre cinemática y dinámica

Tanto la cinemática como la dinámica son ramas de la mecánica clásica que se dedican al estudio del movimiento de los cuerpos, sin embargo; son muy diferentes. La cinemática se enfoca a estudiar los cuerpos en movimiento sin considerar las causas que originan el movimiento y se limita únicamente a la trayectoria que se describen respecto al tiempo. Por otra parte, la dinámica se concentra en las causas que originan el movimiento de los cuerpos y los cambios que se producen en el estado de movimiento de dichos cuerpos.

En resumen, la cinemática responde a la incógnita: ¿cómo se mueven los cuerpos?, mientras que la dinámica se enfoca en responder ¿por qué se mueven los cuerpos?

Problemas de dinámica

Los problemas de dinámica son diversos al igual que las aplicaciones de las leyes de Newton. En este artículo nos enfocaremos en problemas en los cuales se aplica la segunda ley de Newton. Dicha ley puede expresarse en términos de ecuación de la siguiente forma:

Dónde:

F: fuerza

m: masa

a: aceleración

La expresión anteriormente planteada es válida únicamente para cuerpos en los que su masa es constante.

En los casos en los que la masa no es constante como sucede con los cohetes que queman combustible a lo largo del trayecto, la ecuación F = m.a no es válida.
El Newton

La unidad de fuerza empleada en el sistema internacional de unidades es el Newton y se representa con el símbolo N. De esta manera 1 N se define como la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo que tenga una masa de 1 kg para desplazarlo a una aceleración de 1 m/s².

Lo anteriormente expuesto quiere decir que 1 N puede expresarse en unidades fundamentales como:

Es importante que al resolver problemas de este tipo las unidades sean equivalentes para que el sistema sea homogéneo, de lo contrario, se deberán transformar las unidades para que así lo sean.
  1. Calcular la masa de un cuerpo que al recibir una fuerza de 80 N adquiere una aceleración de 10 m/s².

Datos:

F = 80 N

a= 10 m/s².

Solución:

Debido a que en el problema piden determinar la masa, se despeja esta variable de la ecuación de fuerza:

Se sustituyen los datos en la ecuación despejada:

La masa del cuerpo es de 8 kilogramos.

  1. Se aplica una fuerza de 82 N a un cuerpo de 15.000 g. Calcular la aceleración que adquiere el cuerpo:

Datos:

F = 82 N

m = 15.000 g

Solución:

Lo primero es transformar la masa a kilogramo (recordemos que el kilogramo forma parte de las unidades que conforman a la unidad de fuerza Newton).

Para la transformación se sabe que 1 kg contiene 1.000 g:

Debido a que en el problema nos solicitan la aceleración despejamos dicha variable de la ecuación:

Se reemplazan los datos en la ecuación despejada:

De manera que la aceleración que adquiere el cuerpo es de 5,46 m/s².

  1. Calcular la fuerza que debe ser ejercida en un cuerpo de 14,2 kg para que adquiera una aceleración de 12 m/s².

Datos:

m = 14,2 kg

a = 12 m/s²

Solución:

Se sustituyen los valores en la ecuación de fuerza:

Para que un cuerpo de 14,2 kg de masa pueda adquirir una aceleración de 12 m/s² se debe aplicar una fuerza de 170,4 N.

Los cuerpos no pueden ejercer una fuerza sobre sí mismos, siempre hay otros agentes que los mueven.

David Beckham

Beckham, nacido en la localidad de Leytonstone el 2 de mayo de 1975, lo fue todo en el Manchester United, club que lo acogió en el año 1991 en sus equipos inferiores.

En 1993 firmó su primer contrato profesional y dos años después jugó como cedido cinco partidos con el Preston North End, poco antes de disputar su primer partido en la Premier League con el Manchester ante el Leeds. En 1996 debutó con la selección inglesa ante Moldavia y vivió su primer gran año deportivo. Ganó la FA Premiership, la Cup y fue designado mejor jugador joven del Reino Unido.

En la Copa del Mundo de Francia 98 le tocó vivir el aspecto menos agradable de la fama. Fue expulsado en el partido de octavos de final ante Argentina por una agresión a Simeone, su selección fue eliminada, se le responsabilizó de la derrota y su imagen pública y publicitaria se resintió notablemente. Fue un breve paréntesis, ya que en 1999 consiguió el mayor éxito de su carrera al ganar la Liga de Campeones en una apasionante final que se disputó en Barcelona. Cuando el reloj marcaba el minuto 90, el Bayern de Munich ganaba por 1-0 y el título parecía suyo. Dos goles en el tiempo de prórroga dieron el triunfo a los ingleses y encumbraron a Beckham a la élite futbolística. Por si fuera poco, la UEFA lo designó jugador más valioso de la competición.

Beckham ganó la UEFA Champions League en 1999, defendiendo los colores del Manchester United.

En julio de ese mismo año se casó con Victoria Adams, una de las integrantes de las Spice Girls, grupo musical británico, con la que mantenía una larga relación y tenía un hijo en común. En 2001 fue nombrado Deportista del Año por la asociación de escritores deportivos británicos, Personalidad del Año por la redacción de deportes de la BBC y segundo mejor jugador del mundo por la FIFA. El Manchester utilizó el carisma de Beckham para introducirse en el, futbolísticamente hablando, inexplorado mercado asiático y la marca de ropa deportiva Adidas lo convirtió en su principal imagen publicitaria.

Victoria Adams, ex cantante de las Spice Girls y esposa de David Beckham.

Con el Manchester United ganó, además del campeonato de la UEFA de 1999, seis ligas (1996, 1997, 1999, 2000, 2001 y 2003), dos copas (1996 y 1999) y una Charity Shield (1997). Con el Real Madrid se impuso en la Supercopa de España de 2003.

David Beckham, símbolo indiscutible del poderío económico y social del Manchester United durante un decenio, fichó en el verano de 2003 por el Real Madrid. El presidente del club madrileño, Florentino Pérez, consumada así una política encaminada a formar una plantilla, que la prensa calificó de “galáctica”, integrada por varios de los mejores futbolistas del mundo, incluidos el brasileño Ronaldo, el francés Zinedine Zidane y el portugués Luis Figo, todos ellos ganadores del “Balón de Oro”, el galardón anual que designa al mejor jugador europeo.