Dinámica: Diferenzas entre revisións

As primeiras nocións da dinámica baséanse en principios que, contrariamente ós da xeometría, non son nin evidentes nin susceptibles de ser sometidos ó control do [[rozamento]] ou da experiencia directa. Os principais principios son: [[principio de inercia]] (=Primeiro Principio da Dinámica), principio da [[composición de forzas|composición dos efectos das forzas]], do que se deriva o Segundo Principio da Dinámica ou Principio de [[Isaac Newton|Newton]], e o [[Terceiro Principio de Newton|principio de acción e reacción]] (=Terceiro Principio da Dinámica).

 

A '''dinámica''' é a parte da [[Física]] que describe a evolución no tempo dun sistema físico en relación ás causas que provocan os cambios de [[estado físico]] e/ou estado de movemento. O obxectivo da dinámica é describir os factores capaces de producir alteracións dun sistema físico, cuantificalos e xerar [[ecuación de movemento|ecuacións de movemento]] ou ecuacións de evolución para devandito sistema.

 

O estudo da dinámica é destacado nos [[mecánica|sistemas mecánicos]] (clásicos, relativistas ou cuánticos), pero tamén na [[termodinámica]] e [[electrodinámica]]. Neste artigo desenvolvésense os aspectos principais da dinámica en sistemas mecánicos, deixándose para outros artigos o estudo da dinámica en sistemas non-mecánicos.

 

A primeira contribución importante débese a [[Galileo Galilei]]. Os seus experimentos sobre corpos uniformemente acelerados conduciron a [[Isaac Newton]] a formular as súas leis fundamentais do movemento (no caso da primeira, reformular as ideas de Galileo), as cales presentou na súa obra principal ''Philosophiae Naturais Principia Mathematica'' ("Principios matemáticos da filosofía natural") en [[1687]].

 

A comprensión das leis da dinámica clásica permitiulle ó home determinar o valor, dirección e sentido da forza que hai que aplicar para que se produza un determinado movemento ou cambio no corpo. Por exemplo, para facer que un [[foguete]] se afaste da Terra, hai que aplicar unha determinada forza para vencer a forza de [[gravidade]] que o atrae; do mesmo xeito, para que un mecanismo transporte unha determinada carga hai que aplicarlle a forza adecuada no lugar adecuado.

 

A través dos conceptos de [[Desprazamento (mecánica)|desprazamento]], [[velocidade]] e [[aceleración]] é posible describir os movementos dun corpo ou obxecto sen considerar como foron producidos, disciplina que se coñece co nome de [[cinemática]]. Pola contra, a '''dinámica''' é a parte da [[mecánica clásica|mecánica]] que se ocupa do estudo do [[ecuación de movemento|movemento]] dos corpos sometidos á acción das [[forza]]s.

 

O '''cálculo dinámico''' baséase no plantexamento de [[ecuación do movemento|ecuacións do movemento]] e a súa integración. Para problemas sinxelos úsanse as ecuacións da [[mecánica newtoniana]] directamente auxiliados das [[lei de conservación|leis de conservación]].

 

As leis de conservación poden formularse en termos de teoremas que establecen baixo que condicións concretas unha determinada [[magnitude física|magnitude]] "consérvase" (é dicir, permanece constante en valor ó longo do tempo a medida que o sistema móvese ou cambia co tempo). Ademais da lei de [[conservación da enerxía]] as outras leis de conservación importantes toman a forma de teoremas vectoriais. Estes teoremas son:

 

# O '''teorema do momento cinético''', establece que baixo condicións semellantes ás do anterior teorema vectorial a suma de [[Momento de forza|momentos de forza]] respecto dun eixe é igual á variación temporal do [[momento angular]].

 

Existen diversos xeitos de suscitar ecuacións de movemento que permitan predicir a evolución no tempo dun sistema mecánico en función das condicións iniciais e as forzas actuantes. En mecánica clásica existen varias formulacións posibles para suscitar ecuacións:

 

* O [[ecuación de Hamilton-Jacobi|método de Hamilton-Jacobi]] é un método baseado na resolución dunha [[ecuación diferencial en derivadas parciais]] mediante o método de [[separación de variables]], que resulta o medio máis sinxelo cando se coñecen un conxunto adecuado de integrais de movemento.

 

Na física existen dous tipos importantes de sistemas físicos: os sistemas finitos de partículas e os [[campo (física)|campos]]. A evolución no tempo dos primeiros pode ser descrita por un conxunto finito de ecuacións diferenciais ordinarias, razón pola cal dise que teñen un número finito de [[graos de liberdade (física)|graos de liberdade]]. En cambio a evolución no tempo dos campos require un conxunto de ecuacións diferenciais en derivadas parciais, e en certo sentido formal compórtanse como un sistema de variables cun número infinito de graos de liberdade.

 

A maioría de sistemas mecánicos son do primeiro tipo, aínda que tamén existen sistemas de tipo mecánico que son descritos de modo máis sinxelo como campos, como sucede cos [[mecánica de fluídos|fluídos]] ou os [[mecánica de medios continuos|sólidos deformables]]. Tamén sucede que algúns sistemas mecánicos formados idealmente por un número infinito de puntos materiais, como os [[mecánica do sólido ríxido|sólidos ríxidos]] poden ser descritos mediante un número finito de graos de liberdade.

 

 

 

Na dinámica introdúcese o concepto de inercia ou masa inercial. A definición do termo anterior non é trivial. Pódese pensar como o escalar que relaciona a forza coa [[aceleración]]. É dicir, a resistencia que opón o sólido a ser acelerado.

 

O [[Traballo (física)|traballo]] e a [[enerxía]] aparecen na mecánica grazas ós teoremas enerxéticos. O principal, e de onde se derivan os demais teoremas, é o [[teorema da enerxía]]. Este teorema pódese enunciar en versión diferencial ou en versión integral. En diante farase referencia ó Teorema da enerxía cinética como TEC.

 

Grazas ao TEC pódese establecer unha relación entre a mecánica e as demais ciencias como, por exemplo, a química e a electrotecnia, de onde deriva a súa vital importancia.

 

 

[[Categoría:Física]]