Dinámica

El estudio de la dinámica es prominente en los sistemas mecánicos; pero también en la termodinámica y electrodinámica.En este artículo se describen los aspectos principales de la dinámica en sistemas mecánicos, y se reserva para otros artículos el estudio de la dinámica en sistemas no mecánicos, trabajo y energía.Consiste en los conceptos físicos basados en los trabajos fundacionales del siglo XVII de Sir Isaac Newton, y los métodos matemáticos inventados por Gottfried Wilhelm Leibniz, Leonhard Euler, y otros describen el movimiento de cuerpos bajo la influencia de fuerza.Estos avances, realizados predominantemente en los siglos XVIII y XIX, se extienden sustancialmente más allá de los trabajos anteriores; se utilizan, con algunas modificaciones, en todas las áreas de la física moderna.Para los objetos regidos por la mecánica clásica, si se conoce el estado actual con absoluta precisión, es posible predecir cómo se moverá en el futuro (determinismo) y cómo se ha movido en el pasado (reversibilidad); en la práctica, la precisión absoluta no es posible y la teoría del caos demuestra que las predicciones a largo plazo de la mecánica clásica no son fiables.La mecánica clásica proporciona resultados precisos cuando se estudian objetos grandes que no son extremadamente masivos y velocidades que no se aproximan a la velocidad de la luz.Cuando los objetos que se examinan tienen aproximadamente el tamaño del diámetro de un átomo, se hace necesario introducir el otro gran subcampo de la mecánica: mecánica cuántica.Cuando los objetos son extremadamente masivos, se aplica la relatividad general.Por otra parte, a diferencia del enfoque actual, Aristóteles invierte el estudio de la cinemática y dinámica, estudiando primero las causas del movimiento y después el movimiento de los cuerpos.Este enfoque dificultó el avance en el conocimiento del fenómeno del movimiento hasta, en primera instancia, San Alberto Magno, que fue quien hizo notar esta dificultad, y en última instancia hasta Galileo Galilei e Isaac Newton.De hecho, Thomas Bradwardine, en 1328, presentó en su De proportionibus velocitatum in motibus una ley matemática que enlazaba la velocidad con la proporción entre motivos a fuerzas de resistencia; su trabajo influyó la dinámica medieval durante dos siglos, pero, por lo que se ha llamado un accidente matemático en la definición de «acrecentar», su trabajo se descartó y no se le dio reconocimiento histórico en su día.[1]​ Los experimentos de Galileo sobre cuerpos uniformemente acelerados condujeron a Newton a formular sus leyes fundamentales del movimiento, las cuales presentó en su obra principal Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.Los científicos actuales consideran que las leyes que formuló Newton dan las respuestas correctas a la mayor parte de los problemas relativos a los cuerpos en movimiento, pero existen excepciones.El cálculo dinámico se basa en el planteamiento de ecuaciones del movimiento y su integración.Estos teoremas son: Estos teoremas establecen bajo qué condiciones la energía, la cantidad de movimiento o el momento cinético son magnitudes conservadas.La dinámica del punto material es una parte de la mecánica newtoniana en la que los sistemas se analizan como sistemas de partículas puntuales y que se ejercen fuerzas instantáneas a distancia.En la teoría de la relatividad no es posible tratar un conjunto de partículas cargadas en mutua interacción, usando simplemente las posiciones de las partículas en cada instante, ya que en dicho marco se considera que las acciones a distancia violan la causalidad física.En física existen otras entidades como los medios continuos (sólidos deformables y fluidos) o los campos (graviatorio, electromagnético, etc.) que no pueden ser descritos mediante un número finito de coordenadas que caractericen el estado del sistema.En general, se requieren funciones definidas sobre un dominio cuatridiomensional o región.En física clásica la masa inercial de partículas puntuales se define por medio de la siguiente ecuación, donde la partícula uno se toma como la unidad (El trabajo y la energía aparecen en la mecánica gracias a los teoremas energéticos.En adelante se hará referencia al Teorema de la energía cinética como TEC.Gracias al TEC se puede establecer una relación entre la mecánica y las demás ciencias como, por ejemplo, la química y la electrotecnia, de dónde deriva su vital importancia.