Conceptos Fundamentales de Física: Gravitación, Ondas y Movimiento

Centro de Gravedad

El centro de gravedad es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas masas materiales de un cuerpo.

Leyes de Kepler

1. Los planetas describen órbitas elípticas en torno al Sol, estando este último en uno de los focos de la elipse.
2. La recta que une un planeta cualquiera con el Sol (radio vector) describe áreas iguales en tiempos iguales. Esta ley es más conocida como la "ley de las áreas".
3. Los cuadrados de los períodos de revolución de los planetas son proporcionales a los cubos de sus distancias medias al Sol.

Gravitación Universal

La Ley de Gravitación Universal de Newton establece que la fuerza que ejerce una partícula puntual con masa m₁ sobre otra con masa m₂ es directamente proporcional al producto de las masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa:

donde es el vector unitario que va de la partícula 1 a la 2, y donde G es la Constante de Gravitación Universal, siendo su valor 6,67 × 10^–11 Nm²/kg².

Se entiende que una fuerza es conservativa cuando el trabajo realizado por la misma entre dos puntos cualesquiera no depende de la trayectoria seguida.

Tipos de Ondas

• Onda longitudinal: Es aquella en la que el movimiento de oscilación de las partículas del medio es paralelo a la dirección de propagación de la onda. Ejemplos de ondas longitudinales son el sonido y las ondas sísmicas de tipo P generadas en un terremoto.
• Ondas transversales: Ondas en las cuales, al propagarse, las partículas del medio en que se propagan se mueven transversalmente a la dirección de propagación de la onda. Un ejemplo de ello son las ondas circulares en el agua, ya que se mueven describiendo todas las direcciones del plano sobre la superficie del agua, pero las partículas suben y bajan, no se trasladan según las direcciones que dibujan sobre el eje horizontal.
• Ondas estacionarias: Son producto de la interferencia. Cuando dos ondas de la misma amplitud y longitud de onda pasan una sobre otra en direcciones contrarias, están siempre fuera de fase en los nodos. Los nodos son regiones estables de interferencia destructiva.

Características de las Ondas

• Longitud de onda: Es la distancia de separación entre puntos adyacentes en fase (dos puntos están en fase cuando están separados por un número entero de ciclos de onda completos).
• Frente de ondas: Se denomina frente de ondas al lugar geométrico de los puntos del medio que son alcanzados en un mismo instante por la perturbación. Las ondas que se producen en la superficie de un lago, como consecuencia de una vibración producida en uno de sus puntos, poseen frentes de onda circulares. Cada uno de esos frentes se corresponde con un conjunto de puntos del medio que están en el mismo estado de vibración, es decir, a igual altura. Debido a que las propiedades del medio, tales como densidad o elasticidad, son las mismas en todas las direcciones, la perturbación avanza desde el foco a igual velocidad a lo largo de cada una de ellas, lo que explica la forma circular y, por tanto, equidistante del foco, de esa línea que contiene a los puntos que se encuentran en el mismo estado de vibración.
• Onda: Una onda es una perturbación periódica que se propaga en un medio o en el espacio transportando energía. La propagación de una onda involucra el desplazamiento elástico de partículas materiales o cambios periódicos en alguna cantidad física como la presión, la temperatura o los cambios electromagnéticos.

Elementos para describir una onda

Para describir una onda se consideran los siguientes elementos:

• Valle
• Cresta
• Nodo
• Frecuencia
• Longitud de onda
• Amplitud
• Velocidad de propagación