Dinámica

Te explicamos qué es la dinámica, cuál es su origen y cuál es su ley fundamental.

¿Qué es la dinámica?

La dinámica es la rama de la física y la subrama de la mecánica que estudia la relación existente entre el movimiento de un cuerpo y las fuerzas que actúan sobre él. En esto último se distingue de la cinemática, que estudia el movimiento independientemente de sus causas.

El propósito de la dinámica es describir, cuantificar y analizar la evolución de los factores capaces de producir alteraciones sobre un sistema físico, y dar con las ecuaciones de movimiento necesarias para describir sus efectos. Para ello, resultan de importancia los conceptos de inercia, trabajo, energía, fuerza y energía potencial.

A grandes rasgos, la dinámica abarca tres áreas de estudio:

• Dinámica de partículas. Estudia los sistemas físicos como sistemas de partículas puntuales sobre los que actúan fuerzas instantáneas a distancia, considerando entre ellos los sólidos deformables.
• Dinámica de sólidos rígidos. Estudia el movimiento y el equilibrio de los materiales sólidos sin tomar en cuenta sus deformaciones, sean cuales sean las fuerzas que actúan sobre ellos.
• Dinámica de medios continuos y teoría de campos. Estudia el movimiento en los dominios cuatridimensionales para intentar reconciliar el movimiento en la mecánica clásica y la relativista.

Otros usos del término “dinámica”

Además de nombrar a la rama de la física, el término “dinámica” puede usarse para referirse a todo aquello vinculado con la energía, la intensidad o la cantidad de movimiento asociado a una actividad cualquiera. Así, por ejemplo, una persona puede tener una actitud dinámica cuando está dispuesta a la acción y el movimiento, y un equipo puede emprender una dinámica grupal como una estrategia de juego para conocerse o compenetrarse.

• Ver además: Patrones básicos del movimiento

Origen de la dinámica

Los primeros estudios sobre la dinámica tuvieron lugar en la antigua Grecia, en la obra del filósofo Aristóteles (384-322 a. C.). Los griegos creían que la velocidad y la constancia del movimiento en la línea recta de un cuerpo estaban proporcionalmente relacionadas con una fuerza constante y, por lo tanto, que la caída de un cuerpo sería más rápida mientras más pesara.

Estas ideas fueron superadas por Galileo Galilei (1564-1642), quien entendió que la caída de los cuerpos no podía ser un movimiento uniforme. Por ende, desde una misma altura, dos cuerpos de distinto peso tardarían lo mismo en caer.

Estos fenómenos fueron descritos durante el Renacimiento por el británico Isaac Newton (1643-1727) como el movimiento rectilíneo uniforme (o MRU). Sus tres leyes de la mecánica explican las pautas fundamentales del comportamiento de los cuerpos. Por este motivo, se considera a Newton como uno de los padres de esta rama de la física.

La ley fundamental de la dinámica

Las leyes de Newton fueron formuladas y publicadas en 1687 en su obra Principios matemáticos de la filosofía natural. Se trata de los tres principios básicos que definen la mecánica clásica, el segundo de los cuales establece, además, los fundamentos del campo de la dinámica.

Primera ley o ley de la inercia

La primera ley de Newton establece que cuando un cuerpo está en reposo o describe un movimiento rectilíneo y uniforme tiende siempre a preservar su estado de reposo o movimiento a menos que fuerzas externas actúen sobre él.

Segunda ley o ley fundamental de la dinámica

La segunda ley de Newton establece que si una fuerza actúa sobre un cuerpo, este se pondrá en movimiento, acelerará o desacelerará su velocidad, o variará su trayectoria, ya que la fuerza aplicada es directamente proporcional a su aceleración. De allí Newton derivó la fórmula esencial de la dinámica: la fuerza (f) es igual a la masa (m) del objeto por su aceleración (a).

Según esta ley, un cuerpo sometido a una fuerza se pone en movimiento a una aceleración constante. Sin embargo, si se le aplica otra fuerza de mayor intensidad, la aceleración aumentará proporcionalmente.

El origen del newton (N)

Gracias a la segunda ley de Newton, se estableció más tarde la unidad internacional de fuerza: el newton (N), cuyo nombre le rinde homenaje. Un newton se define como la fuerza necesaria para impulsar una masa de un kilogramo (1 kg) con una aceleración de un metro por segundo al cuadrado (1 m/s²).

Tercera ley o ley de acción y reacción

La tercera ley de Newton establece que siempre que un cuerpo ejerza una fuerza sobre otro, el segundo ejercerá una fuerza contraria de igual intensidad y dirección, pero de sentido contrario, sobre el primero.

Por ejemplo, si un cuerpo está sobre una superficie, recibirá de ella una fuerza opuesta a su peso, es decir, a la fuerza de atracción que la gravedad terrestre ejerce sobre él.

Sigue con:

Referencias

• Gánem Corvera, R., García Castelán, R. M. G. y García Hernández, A. E. (2014). Dinámica. Las leyes del movimiento. Grupo Editorial Patria.
• The Editors of the Encyclopaedia Britannica. (2024). Dynamics. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com