Física Básica: Conceptos Clave y Principios Fundamentales

Conceptos Fundamentales de Física

Mecánica

Ley de Gravitación Universal

La fuerza de atracción entre dos masas es directamente proporcional al producto de ambas masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Presión

Es la fuerza que actúa por unidad de superficie.

Pascal

Es la presión que ejerce una fuerza de 1 N cuando se aplica sobre una superficie de 1 m².

Fluidos

Sustancia que puede fluir a través de un canal u orificio y adopta la forma del recipiente que lo contiene. Se clasifican en:

• Incompresibles: Mantienen constante su volumen aunque se vean sometidos a fuertes presiones (líquidos).
• Compresibles: Pueden variar su volumen ante una presión externa (gases).

Densidad

Masa de un cuerpo o sustancia por unidad de volumen. Es una propiedad específica de cada sustancia química.

Presión dentro de un fluido

Cualquier punto dentro de un fluido está sometido a una presión debido al fluido que tiene encima.

Principios de los Vasos Comunicantes

La superficie de un líquido en equilibrio se mantiene horizontal, independientemente de la forma del recipiente. Si el recipiente tiene varios compartimentos, el líquido alcanzará la misma altura en todos ellos.

Principio de Pascal

La presión ejercida en un punto de un fluido incompresible se transmite igual en todas las direcciones. Su principal aplicación es la prensa hidráulica.

Principio de Arquímedes

Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y ascendente igual al peso del fluido desalojado.

Peso Aparente

Peso de un cuerpo dentro de un fluido; se calcula restando al peso real el empuje del fluido. Para cuerpos no excesivamente ligeros, el peso real se considera su peso en el aire.

Presión Atmosférica

Presión que soportan los cuerpos en la Tierra debido al peso de la atmósfera (101300 Pa).

Trabajo, Potencia y Energía

Trabajo

Magnitud escalar que se produce cuando una fuerza aplicada a un cuerpo lo desplaza en la dirección de la fuerza.

Potencia

Magnitud escalar que representa el trabajo realizado por unidad de tiempo.

Julio (Trabajo)

Trabajo realizado por una fuerza de 1 N cuando desplaza un cuerpo 1 m en su dirección.

Vatio (Potencia)

Potencia que se desarrolla al realizar un trabajo de un julio en 1 s.

Energía

Capacidad para realizar un trabajo; magnitud de la misma naturaleza que el trabajo, medida en julios.

Energía Mecánica

Asociada al movimiento de los cuerpos. Dos tipos:

• Cinética: Poseedor por cuerpos en movimiento.
• Potencial: Poseedor por cuerpos con una posición dentro de un campo de fuerzas (ej. gravedad).

Principio de Conservación de la Energía Mecánica

Cuando solo actúan fuerzas gravitatorias, la energía mecánica (suma de la energía cinética y potencial) permanece constante.

Termodinámica

Calor

Energía en tránsito que se transfiere entre cuerpos a diferentes temperaturas.

Temperatura

Magnitud fundamental y escalar que mide el grado de agitación de las partículas de un cuerpo.

Calor Sensible

Calor que produce un cambio de temperatura sin cambio de estado físico. Su cálculo se determina experimentalmente.

Calor Latente

Calor intercambiado que produce un cambio de estado a temperatura constante. El cuerpo debe estar a la temperatura de cambio de estado.

Calor Específico

Cantidad de calor necesaria para elevar 1 °C la temperatura de 1 kg de una sustancia en un estado físico determinado. El calor ganado es positivo, y el perdido es negativo.

Equilibrio Térmico

Situación en la que dos cuerpos a diferentes temperaturas entran en contacto. El cuerpo más caliente cede calor al más frío hasta que sus temperaturas se igualan.

Caloría

Unidad de calor; 1 cal = 4,18 J. Cantidad de calor necesaria para elevar 1 °C la temperatura de 1 g de agua.

Máquina Térmica

Dispositivo que transforma calor en trabajo mecánico; actúan cíclicamente.