Conceptos Fundamentales de Fuerzas y Movimiento en Física
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Conceptos Fundamentales de Fuerzas y Movimiento
La interacción entre dos cuerpos recibe el nombre de fuerza. La fuerza mide la intensidad de la interacción que se produce entre los dos cuerpos. Algunas interacciones se producen por contacto entre los cuerpos; en otras ocasiones, existen interacciones a distancia.
Leyes de Newton
Primera Ley de Newton: Principio de Inercia
Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza, o la resultante de todas las fuerzas que actúan es cero, el cuerpo está en reposo o se mueve con movimiento rectilíneo y uniforme.
Segunda Ley de Newton
La fuerza aplicada sobre un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración que produce.
Tercera Ley de Newton: Principio de Acción y Reacción
Cuando un cuerpo ejerce una fuerza F sobre otro, éste ejerce otra fuerza igual y de sentido contrario sobre el primero, —F.
Conceptos Relacionados
Cuerpo Libre y Sistema Inercial
Un cuerpo libre o aislado es un cuerpo que no está sometido a ninguna interacción.
Un cuerpo libre se mueve siempre con velocidad constante, sin aceleración. Es decir, un cuerpo aislado se encuentra en reposo o se mueve en línea recta con velocidad constante.
Un sistema es inercial cuando está en reposo o tiene movimiento rectilíneo y uniforme.
Cantidad de Movimiento o Momento Lineal
La cantidad de movimiento de un cuerpo o momento lineal, p, se define como el producto de su masa, m, por su velocidad, v: p = m · v. La cantidad de movimiento es una magnitud vectorial.
El momento lineal de un cuerpo libre se mantiene constante.
La fuerza es la magnitud que mide la rapidez con que varía el momento lineal.
Masa y Peso
La masa es una magnitud escalar de valor constante. Se mide mediante una balanza por comparación con otras masas patrón. La masa de un cuerpo es la misma en la Tierra que en Júpiter y no varía aunque cambie su temperatura o su estado de agregación.
El peso es una magnitud vectorial cuyo valor, que no es constante, depende de g (aceleración de la gravedad). Se mide con un dinamómetro.
Impulso Mecánico
El impulso mecánico es igual a la variación del momento lineal. El impulso mecánico producido por la fuerza cambia el momento lineal del cuerpo. En el SI, la unidad de impulso mecánico es N·s o kg·m·s⁻¹.
Principio de Conservación del Momento Lineal
Cuando la fuerza F aplicada al cuerpo se anula, el momento lineal del cuerpo se mantiene constante. Éste es el Principio de Conservación del Momento Lineal.
Tipos de Fuerzas
Fuerza de Rozamiento
Aparece siempre que un cuerpo intenta desplazarse sobre una superficie. Alcanza, en el caso de que haya movimiento, el valor Fr = μ·N y siempre se opone al movimiento.
Ley de Hooke
«La fuerza que ejerce un muelle estirado o comprimido es directamente proporcional al estiramiento o compresión producidos».
Fuerza Centrípeta
La fuerza centrípeta necesaria para mantener a un cuerpo girando en un movimiento circular uniforme.
Tensión
Tensión: Fuerza que se ejerce en cualquier punto de una cuerda o la fuerza que la cuerda ejerce sobre un cuerpo.