6: Movimiento en un Medio de Resistencia
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Al estudiar el movimiento de un cuerpo en un medio de resistencia, asumimos que la fuerza resistiva sobre un cuerpo, y de ahí su desaceleración, es alguna función de su velocidad. Tales fuerzas resistivas no son generalmente conservadoras, y la energía cinética generalmente se disipa como calor. Para estudios teóricos simples se puede asumir una simple ley de fuerza, como la fuerza resistiva es proporcional a la velocidad, o al cuadrado de la velocidad, o a alguna función que podamos manejar convenientemente matemáticamente. Para un movimiento lento, laminar y no turbulento a través de un fluido viscoso, la resistencia es de hecho simplemente proporcional a la velocidad, como puede demostrarse al menos por argumentos dimensionales. Se piensa, por ejemplo, en la Ley de Stokes para el movimiento de una esfera a través de un fluido viscoso. Para un movimiento más rápido, cuando el flujo laminar se rompe y el flujo se vuelve turbulento, una fuerza resistiva que es proporcional al cuadrado de la velocidad puede representar mejor la situación física real.
- 6.1: Introducción
- Al estudiar el movimiento de un cuerpo en un medio de resistencia, asumimos que la fuerza resistiva sobre un cuerpo, y de ahí su desaceleración, es alguna función de su velocidad. Tales fuerzas resistivas no son generalmente conservadoras, y la energía cinética generalmente se disipa como calor. Para estudios teóricos simples se puede asumir una simple ley de fuerza, como la fuerza resistiva es proporcional a la velocidad, o al cuadrado de la velocidad, o a alguna función que podamos manejar convenientemente matemáticamente.
- 6.2: Movimiento uniformemente acelerado
- Antes de estudiar el movimiento en un medio de resistencia, podría estar en orden una breve revisión del movimiento de aceleración uniforme. Es decir, movimiento en el que la resistencia es cero. Cualquier fórmula que desarrollemos para el movimiento en un medio de resistencia debe ir a las fórmulas para el movimiento uniformemente acelerado a medida que la resistencia se acerca a cero.
- 6.3: Movimiento uniformemente acelerado
- Aquí consideramos problemas donde la única fuerza sobre un cuerpo es una fuerza resistiva que es proporcional a su velocidad.
- 6.4: Movimiento en el que la Resistencia es Proporcional al Cuadrado de la Velocidad
- Aquí consideramos problemas donde la única fuerza sobre un cuerpo es una fuerza resistiva que es proporcional al cuadrado de su velocidad. Realmente no hay ningún principio nuevo; es solo cuestión de práctica con integrales un poco más difíciles.
Miniatura: Flujo de agua laminar y turbulento sobre el casco de un submarino. A medida que aumenta la velocidad relativa del agua, se produce turbulencia. (Dominio Público; Marina de los Estados Unidos).