Conceptos Fundamentales de la Física: Cinemática, Dinámica y Leyes de Newton

Fundamentos de la Física y Magnitudes

La Física se ocupa de estudiar los fenómenos físicos, que son aquellos que no modifican la estructura interna de la materia.

Concepto de Magnitud

Una magnitud es atribuir un valor numérico cuantitativo a alguna propiedad de un cuerpo, como la longitud o el área.

Diferencia entre Magnitud Escalar y Vectorial

La diferencia entre una magnitud escalar y vectorial es que la vectorial (aceleración, velocidad) tiene cantidad (módulo), dirección y sentido. En cambio, la escalar (mesa, silla) carece de dirección y sentido.

Unidades de Medida

• Unidades de Base: Son simples. Ejemplos: longitud (m), masa (kg), tiempo (s).
• Unidades Derivadas: Son operaciones entre las unidades de base. Ejemplos: Aceleración (m/s²), velocidad (m/s), densidad, presión, potencia, área, volumen, fuerza.

Cinemática: Descripción del Movimiento

Trayectoria

Es el camino seguido por el cuerpo o el elemento en su movimiento.

Desplazamiento

Distancia que existe entre un punto y otro.

Vector Posición

Cuando un punto se mueve en un plano, se denomina vector posición al vector que señala el punto donde está ubicado el cuerpo en un determinado instante.

Rapidez

Indica qué distancia recorrió un cuerpo durante cierto tiempo.

Velocidad

La velocidad de un cuerpo brinda información sobre la rapidez del cuerpo y sobre la dirección en que se mueve.

Aceleración

Un cuerpo está acelerado cuando su velocidad cambia en cualquiera de sus aspectos: módulo, dirección y sentido.

Dinámica: Fuerza, Trabajo y Leyes de Newton

Fuerza

Se llama así a las causas capaces de producir alguna modificación mecánica.

Impulso

Es el producto entre la fuerza y el tiempo que genera un efecto.

Presión

Es el cociente entre la fuerza y la superficie en donde se encuentra aplicada.

Trabajo

Fuerza por distancia.

Cantidad de Movimiento

Masa por velocidad.

Leyes de NEWTON

1. Primera Ley (Principio de Inercia): Todo cuerpo tiende a permanecer en estado de reposo o movimiento a menos que una fuerza exterior lo modifique, o actúe una fuerza cuya resultante sea nula.
2. Segunda Ley (Ley de la Masa o Fundamental de la Dinámica): La fuerza aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que tendrá luego de aplicarse esa fuerza.
3. Tercera Ley (Acción y Reacción): Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, se denomina acción, y el otro cuerpo produce la reacción.

Fuerzas Particulares

Las fuerzas particulares incluyen: peso, normal, tensión y fuerza de rozamiento.

• Fuerza de Rozamiento: Resistencia que presentan dos cuerpos en contacto al desplazarse uno con respecto al otro.
• Normal: Actúa siempre perpendicularmente a la superficie de apoyo.
• Peso: Fuerza que ejerce la Tierra sobre el objeto; su sentido es hacia el centro del planeta.

Tipos de Movimiento

MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme)

Recorre espacios iguales en tiempos iguales. Posee velocidad constante.

MRUV (Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado)

• El espacio es proporcional al cuadrado del tiempo.
• No posee velocidad constante.
• No recorre distancias iguales en tiempos iguales.
• Tiene una aceleración constante a lo largo de su trayectoria.
• Si la velocidad va disminuyendo, la aceleración es negativa (desaceleración).