Resumen de Método Inductivo-Deductivo en Física

## Introducción La dinámica y la mecánica clásica estudian cómo y por qué se mueven los cuerpos bajo la acción de fuerzas. Esta materia abarca desde la caída de una bola hasta sistemas rotacionales y oscilatorios, y proporciona modelos que son válidos cuando las velocidades son mucho menores que la de la luz y las dimensiones no requieren efectos cuánticos. > **Definición:** La dinámica es la rama de la mecánica que relaciona las fuerzas con el movimiento de los cuerpos mediante leyes matemáticas, principalmente las leyes de Newton. ## Conceptos fundamentales divididos ### 1. Fuerzas y leyes de Newton - **Primera ley (inercia):** Un cuerpo permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme si la fuerza neta es cero. - **Segunda ley (dinámica):** La aceleración de un cuerpo es proporcional a la fuerza neta aplicada e inversamente proporcional a su masa: $\mathbf{F}_{\text{net}} = m\,\mathbf{a}$. - **Tercera ley (acción-reacción):** Si A ejerce una fuerza sobre B, B ejerce sobre A una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta. > **Definición:** Una fuerza es una interacción que, al aplicarse a un cuerpo, puede cambiar su estado de movimiento (causar aceleración). Práctica: Si sobre un bloque de masa $m$ actúa una fuerza neta horizontal $F$, su aceleración será $a=F/m$. ### 2. Movimiento bajo gravedad: caída libre y lanzamientos - En ausencia de resistencia del aire y cerca de la Tierra, todos los cuerpos experimentan la misma aceleración gravitatoria $g$ hacia abajo, típicamente $g\approx 9.8\ \mathrm{m/s^2}$. - Para caída libre: si un cuerpo se suelta desde reposo a altura $h$: $$y(t)=h-\tfrac{1}{2}gt^2$$ y el tiempo de caída es $$t=\sqrt{\tfrac{2h}{g}}.$$ - Para lanzamientos verticales, la aceleración sigue siendo $-g$ y la altura máxima depende de la velocidad inicial $v_0$: $$v^2 = v_0^2 - 2g\Delta y.$$ Ejemplo aplicado (del contenido dado): Dos bolas (distintas masas) soltadas a la misma altura y sin resistencia del aire llegarán al suelo al mismo tiempo porque ambas comparten la misma aceleración $g$. ### 3. Movimiento sobre superficies y rotación - Cuando un cuerpo rueda o desliza sobre una superficie, además de fuerzas lineales pueden aparecer momentos (torques) y energía rotacional. - No siempre es aplicable la noción de caída libre: un bloque sobre un plano inclinado está en contacto con la superficie y su comportamiento depende de fricción, momento de inercia y condición de rodadura. Situación ilustrativa (del contenido dado): Dos esferas del mismo material y distinta masa que ruedan desde reposo por un plano inclinado de igual altura no pueden analizarse con las fórmulas de caída libre; hacen falta consideraciones de rotación y fricción para predecir cuál llega primero. ### 4. Oscilaciones pequeñas (péndulo simple) - Para un péndulo simple de longitud $L$ y pequeñas oscilaciones angulares, el periodo $T$ sólo depende de $L$ y $g$: $$T = 2\pi\sqrt{\tfrac{L}{g}}.$$ - No depende de la masa del péndulo ni, en la aproximación de pequeñas oscilaciones, de la amplitud. Ejemplo (del contenido dado): Dos péndulos con masas y amplitudes (pequeñas) diferentes pero igual longitud tienen el mismo periodo y regresan al mismo tiempo. > **Definición:** El periodo $T$ es el tiempo que tarda un sistema oscilatorio en completar una oscilación completa. ### 5. Interacciones entre cuerpos y fuerzas internas/externas - Las fuerzas internas entre componentes de un sistema no cambian el movimiento del centro de masa si no hay fuerzas externas netas. - Para que un sistema A+B se mueva hacia la derecha debe existir una fuerza externa neta hacia la derecha. La fuerza que A ejerce sobre B no puede ser mayor que la fuerza externa aplicada al conjunto; si la fuerza de A sobre B fuera exactamente igual a la externa aplicada sobre A (y en sentido contrario), A estaría en equilibrio y no podría impulsar a B. Tabla comparativa: sistemas con y sin resistencia/ contacto | Situación | Fuerzas dominantes | Aplicabilidad de caída li