Las leyes de conservación pueden formularse en términos de teoremas que establecen bajo qué condiciones concretas una determinadamagnitud"se conserva" (es decir, permanece constante en valor a lo largo del tiempo a medida que el sistema se mueve o cambia con el tiempo). Además de la ley deconservación de la energíalas otras leyes de conservación importante toman la forma de teoremas vectoriales. Estos teoremas son:
Elteorema de la cantidad de movimiento, que para unsistema de partículas puntualesrequiere que las fuerzas de las partículas sólo dependan de la distancia entre ellas y estén dirigidas según la línea que las une. Enmecánica de medios continuosymecánica del sólido rígidopueden formularse teoremas vectoriales de conservación de cantidad de movimiento.
Elteorema del momento cinético, establece que bajo condiciones similares al anterior teorema vectorial la suma demomentos de fuerzarespecto a un eje es igual a la variación temporal delmomento angular.
A través de los conceptos dedesplazamiento,velocidadyaceleraciónes posible describir los movimientos de un cuerpo u objeto sin considerar cómo han sido producidos, disciplina que se conoce con el nombre decinemática. Por el contrario, ladinámicaes la parte de lamecánicaque se ocupa del estudio del movimientode los cuerpos sometidos a la acción de lasfuerzas.
Elcálculo dinámicose basa en el planteamiento deecuaciones del movimientoy su integración. Para problemas extremadamente sencillos se usan las ecuaciones de lamecánica newtonianadirectamente auxiliados de lasleyes de conservación. La ecuación esencial de la dinámica es la segunda ley de Newton F=m*a donde F es la resultante de las fuerzas aplicadas, el m la masa y la a la aceleración.
Las leyes publicadas por Isaac Newton en 1687 Son tres principios que se utilizan para explicar la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relacionados con el movimiento de los cuerpos.
Primera Ley de Newton o principio de Inercia:
Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser en tanto que sea obligado por fuerzas impresas a cambiar su estado.
Este principio establece que la materia es inerte, en tanto que por sí misma no puede modificar su estado de reposo o movimiento. Así, pues, constituye una definición de la fuerza como causa de las variaciones de velocidad de los cuerpos e introduce en física el concepto de sistema de referencia inercial.
Por lo demás, aunque la experiencia diaria parece contradecir la segunda parte del enunciado, que un cuerpo en movimiento se mantendrá así de forma indefinida a no ser que actúe sobre él alguna fuerza, la realidad es que los cuerpos están sometidos a la acción de fuerzas de fricción o rozamiento, que los van frenando progresivamente.
Segunda Ley de Newton o Ley de Fuerza:
El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.
La segunda ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento actúa una fuerza. En ese caso, la fuerza modificará el movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos.
Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y la aceleración están relacionadas.
Tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción:
Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en direcciones opuestas.
La tercera ley expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, este realiza una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta. Este principio se aplica a toda clase de fuerzas y presupone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en el espacio (con velocidad finita).
Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas. Por lo demás, cada una de esas fuerzas obedecen por separado a la segunda ley.
Ladinámicaes la parte de la física que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación a las causas que provocan los cambios deestado físicoy/o estado de movimiento. El objetivo de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimientoo ecuaciones de evolución para dicho sistema de operacion
El estudio de la dinámica es prominente en lossistemas mecánicos(clásicos, relativistas o cuánticos), pero también latermodinámicayelectrodinámica.