Conceptos Fundamentales de la Física: Fuerza, Movimiento, Electricidad y Magnetismo

Fundamentos de la Mecánica y el Movimiento

Fuerza

Es toda causa que tiene como efecto cambios en el estado del movimiento de un sistema material o una deformación en este.

Fuerza Resultante o Fuerza Neta

Es la que se obtiene al sumar todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo.

Sistema de Referencia

Es un punto, llamado origen, junto con la forma de localizar un objeto respecto a él.

Trayectoria

Es la línea que resulta al unir las sucesivas posiciones que ocupa un cuerpo durante su movimiento.

Espacio Recorrido

Es la distancia medida sobre la trayectoria, que separa el punto inicial del final del trayecto.

Rapidez Media

Resulta de dividir el espacio recorrido entre el tiempo que se invierte en recorrerlo.

Leyes y Fuerzas Específicas

Ley de Hooke

La deformación que experimenta un cuerpo es proporcional a la fuerza que se ejerce sobre él.

Fuerza de Rozamiento

Solo se manifiesta cuando intentamos deslizar o deslizamos un cuerpo sobre otro. Tiene la dirección del movimiento, pero sentido opuesto. Su intensidad depende de la presión entre las superficies que deslizan y las características de estas.

Ley de Gravitación Universal

La fuerza gravitatoria con la que se atraen dos cuerpos es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.

Principios de la Electricidad y el Electromagnetismo

Carga y Electrización

Electrización

Es el fenómeno por el cual un cuerpo adquiere propiedades eléctricas.

Carga Eléctrica

Es una propiedad intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas.

Carga Neta

Es la diferencia entre el número de protones y el de electrones presentes en el interior de un cuerpo electrizado.

Métodos de Electrización

1. Frotamiento: Al frotar un cuerpo con otro, ambos quedan electrizados; uno adquiere carga positiva y el otro, negativa.
2. Contacto: Consiste en electrizar un cuerpo poniéndolo en contacto con otro previamente electrizado. Los dos cuerpos adquieren el mismo tipo de electricidad.
3. Inducción: Consiste en electrizar un cuerpo (inducido) acercándole otro previamente electrizado (inductor), sin llegar a tocarse. Una vez electrizados, si acercamos un cuerpo a otro, estos se atraen.

Leyes Fundamentales de la Electricidad

Ley de Conservación de la Carga

En un sistema aislado, la carga eléctrica neta permanece constante.

Ley de Coulomb

La fuerza con la que se atraen o se repelen dos cargas eléctricas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Dispositivos Históricos Relevantes

Botella de Leyden

En 1746, Pieter Van Musschenbroek, de la Universidad de Leyden (Holanda), consiguió almacenar electricidad en una botella con agua. Perforó el tapón con una varilla metálica y la introdujo en el agua. Puso en contacto la parte superior de la varilla con un cuerpo electrizado, tocó la varilla y recibió una descarga.

Jaula de Faraday

En la primera mitad del siglo XIX, Michael Faraday descubrió que la electrización de un cuerpo magnético queda confinada en su superficie.

Introducción al Magnetismo

Magnetismo

Es la propiedad que presentan ciertos materiales, que denominamos imanes, de atraer determinados metales.

Características de las Fuerzas Magnéticas

Las fuerzas ejercidas por los dos polos de un imán son iguales en magnitud y, al igual que las fuerzas eléctricas, decrecen con el cuadrado de la distancia.