Dinàmica
De Viquipèdia
 |
Aquest article és manifestament incomplet. Ajudeu a desenvolupar-lo de forma que l'exposició de conceptes o idees sigui coherent, o com a mínim sigui un esborrany amb una estructuració acceptable. |
La dinàmica és una part de la mecànica clàssica que es centra en les forces i les acceleracions que aquestes produeixen sobre els cossos. En essència és l'estudi de les causes de la cinemàtica dels cossos.
Els nom de dinàmica prové de la paraula grega dínamis que significa força. Precisament van ser els grecs els que varen iniciar el camí d'aquesta ciència.
Taula de continguts |
[edita] Càlcul en la dinàmica
A través dels conceptes de desplaçament (mecànic), velocitat i acceleració es possible descriure els moviments d'un cos o objecte sense considerar com han estat produïts, disciplina que és coneix amb el nom de cinemàtica. Per altra banda, la dinàmica és la part de la mecànica que s'encarrega del estudi de l'equació del moviment dels cossos sotmesos a l'acció de les forces.
El càlcul dinàmic es basa en el plantejament de l'equació del moviment i la seva integració. Per a problemes molt senzills s'utilitza les equacions de la mecànica newtoniana directament auxiliades per les lleis de conservació.
[edita] Dinàmica de sistemes mecànics
En física existeixen dos tipus importants de sistemes físics: els finits de partícules i els camps. L'evolució en el temps dels primers poden ser descrits per un conjunt finits d'equacions diferencials ordinàries, raó per la qual es diu que tenen un nombre finit de graus de llibertat. En canvi l'evolució en el temps dels camps requereix un conjunt d'equacions complexes.
[edita] Història de la dinàmica
[edita] Aristòtil
Primer el filòsof grec Aristòtil(384-322 aC) afirmava que, per mantenir un cos en moviment rectilini uniforme sobre un pla horitzontal, cal exercir sobre els cos una força constant i que, si questa desapareix, el cos s'acaba aturant. En principi aquesta explicació els hi sembla correcte però amb el pas del temps es va comprovar que no ho era. Per desplaçar un cos en una superfície horitzontal, hem d'exercir-hi una força, així com deia Aristòtil.
Però aquestes idees no son aplicables a tot els mòbils.Per exemple sabem que en la caiguda lliure els cossos no es mouen amb un moviment rectilini uniforme, sinó que es tenen un moviment accelerat. La teoria tampoc és aplicable en el moviment dels astres que tenen un moviment constant i no estan sotmesos a cap força.
[edita] Galileu
Al cap de vint segles el sísic i astrònom italià Galileu Galilei(1564- 1642), estudiant la caiguda dels cossos i el seu descens en plans inclinats, va superar definitivament les idees d'Aristòtil sobre les forces i el moviment.
[edita] Isaac Newton
Unes dècades més tard, el físic i matemàtic anglès Isaac Newton(1642-1727) va escriure una obra d'una gran importància en el desenvolupament de la ciència actual; Principis matemàtics de la filosofia natural (Philosophiae Naturalis Principia Mathematica). En aquest llibre va escriure els principis del moviment, conegut com a lleis de Newton. Les lleis de Newton expliquen els moviments d'un cos que cau en horitzontal i també de un cos que cau.
[edita] Conceptes relacionats amb la dinàmica
[edita] Inèrcia
La inèrcia és la dificultat o resistència que oposa un sistema físic o un sistema social a possibles canvis.
A la física, es diu que un sistema té massa inercial quan resulta més difícil aconseguir un canvi en l'estat físic del mateix. Els dos usos més freqüents en física son la inèrcia mecànica i la inèrcia tèrmica. La inèrcia mecànica és una mesura de dificultat per a canviar l'estat de moviment o repòs d'un cos. La inèrcia mecànica depèn de la quantitat de massa i tensor d'inèrcia. La inèrcia tèrmica mesura la dificultat amb la que un cos canvia la seva temperatura a l'estar en contacte amb altres cossos o ser escalfat.
Les anomenades forces d'inèrcia són forces fictícies o aparents que un observador en un sistema de referencia no-inercial...
La massa inercial és una mesura de la resistència d'una massa al canvi de velocitat en relació amb un sistema de referencia inercial. En física clàssica la massa inercial de partícules puntuals es defineix per mitjà de la següent equació, on la partícula es pren com la unitat (m1 =1):
On mi és la massa inercial de la partícula 'i', i ai1 és la acceleració inicial de la partícula 'i', en la direcció de la partícula 'i' cap a la partícula 1, en un volum ocupat nomes per partícules 'i' i 1, on les dues partícules estan inicialment en repòs i a una distància unitat. No hi ha forces externes però les partícules exerceixen força les unes amb les altres.
