Conceptos Fundamentales de la Física: Fuerzas, Movimiento y Modelos del Universo
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Fuerzas y sus Efectos
Una fuerza es cualquier acción que, al aplicarla sobre un cuerpo, puede lograr dos tipos de efectos: efecto estático (deforma el cuerpo) o efecto dinámico (cambia su estado de movimiento, lo acelera, lo frena o hace que cambie de dirección).
La fuerza es una magnitud vectorial, su efecto no solo depende de su valor, sino también de la dirección y el sentido en que actúa.
Dependiendo de cómo se comporten frente a la deformación, los cuerpos pueden ser: rígidos (no se deforman), elásticos (se deforman cuando actúa la fuerza, pero después vuelven a su forma original) y plásticos (se deforman y no recuperan su forma cuando desaparece la fuerza).
El límite de rotura se alcanza cuando una fuerza deforma a un cuerpo hasta el momento en el que se acaba rompiendo.
El límite de elasticidad se alcanza cuando una fuerza deforma un cuerpo hasta el momento en el que el cuerpo se queda deformado permanentemente.
La ley de Hooke establece que al deformar un muelle, la deformación producida es directamente proporcional al valor de la fuerza ejercida (F=k·ΔL).
El dinamómetro es el instrumento que se utiliza para medir fuerzas.
Movimiento y sus Características
El movimiento es relativo cuando depende de la fuerza.
Un sistema de referencia es un punto o conjunto de puntos que consideramos fijo.
La trayectoria es la línea que describe el móvil en su movimiento. Puede ser: movimiento rectilíneo, movimiento circular o movimiento parabólico.
La posición es el lugar que ocupa el móvil en un instante.
El desplazamiento es la distancia más corta existente entre la posición inicial y la final.
El espacio recorrido es la distancia que recorre el móvil a lo largo de la trayectoria que sigue para un desplazamiento.
La velocidad es una magnitud que mide la rapidez de un movimiento. Para calcular la velocidad media hay que dividir el espacio recorrido entre el tiempo empleado.
La velocidad instantánea es la velocidad que lleva el móvil en un instante de su recorrido.
Un móvil tiene un movimiento rectilíneo uniforme (MRU) si la trayectoria es una línea recta y la velocidad es constante.
El movimiento circular uniforme (MCU) es el que tiene un cuerpo que describe una trayectoria circular con velocidad de valor constante.
El periodo (T) es el tiempo que tarda en repetirse el movimiento, es decir, en completar una vuelta. F=1/T
La frecuencia (f) es el número de veces que se repite el movimiento en la unidad de tiempo.
Aceleración y Fuerzas Especiales
La aceleración (a) es una magnitud que mide lo que varía la velocidad por unidad de tiempo. amedia=variación de velocidad/tiempo empleado.
Si no actúa una fuerza neta sobre un cuerpo, su movimiento no varía; si está en reposo, seguirá en reposo, y si estaba en movimiento, seguirá a la misma velocidad y en la misma dirección. Un cuerpo tiene un MRU cuando no actúa ninguna fuerza sobre él. Un cuerpo tiene MCU cuando la fuerza cambia la dirección del movimiento, no la velocidad.
La fuerza de rozamiento siempre se opone al movimiento. Aparece siempre que un cuerpo se mueve en contacto con otro cuerpo o superficie.
La fuerza gravitatoria y la fuerza elástica son dos tipos de fuerzas que existen en la naturaleza. Son las responsables de la mayor parte de los fenómenos que observamos.
Modelos del Universo
El modelo geocéntrico supone que la Tierra permanece fija en el centro del universo y que todos los demás astros giran a su alrededor.
El epiciclo es cada una de las espirales de las circunferencias de la espiral.
El deferente es la circunferencia más grande que forma el centro de todos los epiciclos.
El modelo heliocéntrico sitúa al Sol en el centro del universo. A su alrededor giran la Tierra y todos los planetas describiendo órbitas circulares. Cada planeta gira con una velocidad diferente.