Equilibrio Dinámico de la Partícula.
Un equilibrio dinámico ocurre cuando dos procesos reversibles ocurren al mismo paso. Muchos procesos (como algunas reacciones químicas) son reversibles y cuando están en un equilibrio dinámico, reacciones opuestas ocurren al mismo paso.
Un ejemplo del proceso puede ser imaginado con un cubo lleno de agua que se coloca en un cuarto pequeño. El agua del cubo evapora, y el aire en el cuarto se empieza a saturar del vapor de agua. Eventualmente, el aire en el cuarto será completamente saturado y el nivel de agua en el cubo parará completamente. Sin embargo, el agua en el cubo sigue evaporando. Lo que está pasando es que las moléculas de agua en el aire de vez en cuando se chocan contra la superficie del agua y se vuelven a condensar. Esto ocurre al mismo paso al que el agua evapora del cubo. Este es en un ejemplo del equilibrio dinámico porque el paso de evaporación es igual al paso de la condensación.
El concepto del equilibrio dinámico no es limitado a los simples cambios de estado. Con frecuencia está aplicado al análisis cinético de reacciones químicas para obtener información útil sobre la proporción de reactivos y productos que formarán del equilibro. Debería ser notado que en un equilibro las concentraciones de los reactivos y las concentraciones de los productos son constantes.
El término también tiene otras aplicaciones. Siempre se refiere a una situación estable mantenida por procesos en equilibrio. Por ejemplo, en ecología, una populación de organismos que no cambia resulta equilibrando el índice de natalidad y el índice de mortalidad. En el campo de la salud también se ha llegado a emplear el término de Equilibrio Dinámico. Un cuerpo saludable se encuentra en un estado de equilibrio dinámico cuando todos los procesos internos se encuentran en armonía y balance. Los procesos anabólicos y catabólicos trabajan en armonía y todas las células que forman el organismo trabajan en conjunto para mantener este equilibrio.
Principio de d'Alembert
El principio de d'Alembert, enunciado por Jean d'Alembert en su obra maestra Tratado de dinámica de 1743, establece que la suma de las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo y las denominadas fuerzas de inercia forman un sistema de fuerzas en equilibrio. A este equilibrio se le denomina equilibrio dinámico.
El principio de d'Alembert establece que para todas las fuerzas externas a un sistema:
Donde la suma se extiende sobre todas las partículas del sistema, siendo:
Pi, momento de la partícula i-ésima.
Fi, fuerza externa sobre la partícula i-ésima.
δri, cualquier campo vectorial de desplazamientos virtuales sobre el conjunto de partículas que sea compatible con los enlaces y restricciones de movimiento existentes.
El principio de d'Alembert es realmente una generalización de la segunda ley de Newton en una forma aplicable a sistemas con ligaduras. Por otra parte el principio equivale a las ecuaciones de Euler-Lagrange.
Finalmente debe señalarse que el principio de d'Alembert es peculiarmente útil en la mecánica de sólidos donde puede usarse para plantear las ecuaciones de movimiento y cálculo de reacciones usando un campo de desplazamientos virtuales que sea diferenciable. En ese caso el cálculo mediante el principio de D'Alembert, que también se llama en ese contexto principio de los trabajos virtuales es ventajoso sobre el enfoque más simple de la mecánica newtoniana.
Movimiento Rectilíneo
Se denomina movimiento rectilíneo al realizado por un objeto cuando la trayectoria del móvil es recta, es decir, se mueve en línea recta. Por ejemplo: un avión recorre la pista al aterrizar.
Movimiento Curvilíneo
Si el móvil describe una curva al moverse. Por ejemplo: cuando un carro da una curva, o un niño gira alrededor de un parque en su bicicleta.
Sistemas de Partículas
El siguiente modelo en complejidad es el modelo de sistemas de partículas. Observemos el siguiente recuadro.
Así, el modelo de un sistema discreto de partículas lo utilizaremos cuando consideremos el cuerpo formado por un nº finito de partículas. Dentro de este modelo podemos considerar los sistemas indeformables (la distancia relativa entre las partículas del sistema permanece inalterable en el tiempo) y los deformables, en estos puede cambiar la distancia relativa entre las partículas.
A nivel macroscópico, un cuerpo puede considerarse formado por una distribución continua de materia (llenando todo el espacio que ocupa...-esta consideración no es cierta a nivel microscópico, todos sabemos de la discontinuidad de la materia-). En los sistemas continuos también consideramos los deformables y los indeformables (sólidos rígidos).
Resulta conveniente en estos modelos clasificar las fuerzas que intervienen (ya que las partículas del sistema no sólo están interaccionando entre sí sino con otras partículas que no pertenecen al sistema en estudio) en fuerzas interiores y en fuerzas exteriores.
Fuerzas interiores son las que están aplicadas en las partículas del sistema debidas a otras partículas del mismo sistema y fuerzas exteriores son las que están aplicadas a partículas del sistema debidas a partículas que no pertenecen al sistema.
Ejercicios Resueltos Unidad 8: Leyes Del Movimiento
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