Conceptos Fundamentales de Física: Mecánica, Energía y Fluidos

Mecánica y Energía

• Trabajo: Cantidad escalar igual al producto del desplazamiento y el componente de la fuerza en dirección del desplazamiento.
• Ley de Hooke: Establece que la deformación de un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada.
• Energía: Capacidad para realizar un trabajo.
• Energía Cinética: Capacidad para realizar un trabajo según su movimiento.
• Energía Potencial: Mide la capacidad que tiene dicho sistema para hacer un trabajo en función de su posición y configuración.
• Teorema trabajo-energía: El trabajo efectuado por la fuerza neta sobre una partícula es igual al cambio de energía cinética de la partícula.
• Potencia: Cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo.
• Ley de conservación de la energía: La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Impulso y Cantidad de Movimiento

• Impulso: Fuerza que se aplica en un determinado tiempo.
• Cantidad de movimiento: Magnitud física vectorial que describe el movimiento de un cuerpo; es el producto de la masa por la velocidad.
• Diferencia entre impulso y fuerza:
  • El impulso depende de la fuerza y el tiempo.
  • La fuerza depende de la masa y la aceleración.
• Formas de aumentar el impulso: Aplicar más tiempo y más fuerza.
• Choque Elástico: Conserva la energía y la cantidad de movimiento; el cuerpo no se deforma.
• Choque Inelástico: Solo conserva la cantidad de movimiento; el cuerpo se deforma.
• Cantidad de movimiento vs. Energía: La cantidad de movimiento es una cantidad vectorial (tiene dirección y sentido), mientras que la energía es una cantidad escalar (solo indica el valor y una unidad).

Mecánica de Fluidos

• Densidad: Magnitud escalar que se refiere a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de cierta sustancia.
• Peso específico: Relación entre el peso de una sustancia y su volumen. El peso específico es mayor que su densidad porque es 9.81 veces mayor debido a la gravedad.
• Presión: Fuerza o empuje que se ejerce sobre un objeto.
• Presión atmosférica: Peso que ejerce el aire de la atmósfera.
• Presión absoluta: Presión de un fluido medida con referencia al vacío perfecto o cero absoluto.
• Presión Hidrostática: Fuerza que ejerce un líquido en las paredes de su contenedor.
• Tensión superficial: Cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.
• Viscosidad: Oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales.
• Fuerza de Flotación: Fuerza de empuje hacia arriba al estar sumergido.
• Densidad y flotabilidad: Al nadar, uno flota más si inhala aire y se hunde si exhala; esto ocurre por la densidad del cuerpo (que crece o decrece).

Principios y Teoremas Fundamentales

Pascal

• Prensa hidráulica.
• Fluido encerrado.

Arquímedes

• Cuerpo sumergido.
• Funcionamiento de submarinos.

Bernoulli

• Flujo en tuberías.
• Masa en un tubo.

Poiseuille

• Tuberías y tubos con viscosidad.
• Ventilación del pulmón.