Conceptos Fundamentales de Mecánica: Leyes de Newton, Fuerza, Masa y Equilibrio

Conceptos Fundamentales de Mecánica

¿Qué es la Mecánica?

Es la rama de la física que estudia y analiza el movimiento de los cuerpos.

¿Qué es la Fuerza?

Es todo aquello que es capaz de cambiar el estado de reposo o movimiento de los cuerpos.

Leyes de Newton

Ley de Inercia

Es la dificultad que presentan los cuerpos para cambiar su estado de reposo o movimiento.

Ley de la Masa

Si la resultante de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es distinta de cero y constante, el cuerpo adquiere un movimiento uniformemente variado.

Ley de Acción y Reacción

Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, este reacciona sobre el primero con una fuerza de igual módulo y dirección, pero de sentido opuesto.

Unidades de Fuerza

• Newton: Es la fuerza necesaria para que 1 kg de masa adquiera una aceleración de 1 m/s².
• Dina: Es la fuerza necesaria para que 1 g de masa adquiera una aceleración de 1 cm/s².
• Kilopondio: Es la fuerza con que la Tierra atrae a 1 kg de masa colocado a 45 grados de latitud y a nivel del mar.
• Pondio: Es la fuerza con que la Tierra atrae a 1 g de masa colocado a 45 grados de latitud y al nivel del mar.

Diferencia entre Masa y Peso

La masa es una propiedad del cuerpo que ejerce resistencia a ser acelerado, y el peso es la fuerza de atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre el cuerpo.

Dinamómetro

Es un resorte calibrado y adaptado para medir fuerzas.

Fuerzas que Actúan sobre un Cuerpo

• Peso: Es la fuerza que la Tierra ejerce sobre el cuerpo.
• Fuerza Normal: Es la fuerza que la superficie ejerce sobre el cuerpo.
• Fuerza de Fricción: Es la que se origina en la superficie de contacto de dos cuerpos.
• Tensión: Es la fuerza que aparece cuando un cuerpo cuelga de una cuerda inextensible y de masa despreciable.

Diagrama de Cuerpo Libre

Nos permitirá saber si el cuerpo está en reposo, en MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme) o en MUV (Movimiento Uniformemente Variado).

Cuerpo Rígido

Se define como aquel que no sufre deformaciones por efecto de fuerzas externas.

Centro de Masa

Es el punto geométrico en el que, a todos los efectos, el cuerpo se comporta como si toda su masa estuviera concentrada allí.

Equilibrio

Se define como la capacidad de sostener cualquier posición del cuerpo, aun en contra de la ley de gravedad.

Composición y Descomposición de Fuerzas

• Composición: Es el proceso en el cual dos o más fuerzas son sustituidas por una fuerza resultante.
• Descomposición: Es el proceso en el cual una fuerza resultante puede ser sustituida por varias fuerzas componentes.

Momento de una Fuerza

Se obtiene al multiplicar la magnitud de la fuerza por la distancia a un sistema de referencia.

Diferencia entre Calor y Temperatura

La temperatura es una de las manifestaciones externas de la energía interna del cuerpo. El calor es la energía que se transfiere de un cuerpo a otro.

Dilatación de Sólidos

Es el resultado de un cambio en la distancia que separa los átomos de una sustancia.

Escalas de Temperatura

• Grados Centígrados: Ebullición a 100°, congelación a 0°.
• Grados Fahrenheit: Ebullición a 212°, congelación a 32°.
• Grados Kelvin: Ebullición a 373 K, congelación a 273 K.