Fuerzas, Movimiento y Energía: Conceptos Básicos de Física

Fuerza

La fuerza es todo aquello capaz de deformar un cuerpo o modificar su estado de reposo o movimiento. Para que exista una fuerza es necesaria la presencia de dos cuerpos que interaccionen.

Tipos de fuerzas

• Fuerzas de contacto: son fuerzas que se ejercen en contacto directo con el cuerpo sobre el que actúan.
• Fuerzas a distancia: son fuerzas que actúan sobre los cuerpos pero que no están en contacto con ellos.

En muchas ocasiones, ambos tipos de fuerzas actúan simultáneamente sobre un mismo cuerpo.

Unidades de fuerza

En el Sistema Internacional (SI), la unidad de fuerza es el newton (N).

Peso

Se llama peso de un cuerpo a la fuerza de atracción que ejerce sobre él la gravedad terrestre.

Se puede afirmar que:

• Si el peso de un cuerpo es directamente proporcional a su masa, la masa es invariable; su peso es directamente proporcional a la gravedad a la que se encuentra sometido.

El peso se mide con un aparato llamado dinamómetro, que suele venir graduado en newtons. También se mide con balanzas, y se calcula comparando la masa del cuerpo que queremos medir con la de las pesas que se ponen en el otro plato.

Sólidos deformables

• Cuerpos plásticos: se deforman por la acción de una fuerza y no recuperan su forma primitiva cuando deja de actuar. Ejemplo: plastilina.
• Cuerpos elásticos: recuperan su forma inicial cuando la fuerza que los deforma deja de actuar.

Sólidos no deformables

Los cuerpos olí​dos no deformables también se llaman sólidos rígidos. Si las fuerzas que actúan sobre un sólido rígido son muy grandes, se produce una ruptura o fractura.

Las fuerzas producen movimiento

Un cuerpo se mueve cuando sobre él actúa una fuerza: cambia de posición con respecto a un punto de referencia que consideramos fijo. Cualquier cuerpo en movimiento se denomina, en general, móvil.

Posición, espacio recorrido y desplazamiento

• Trayectoria: es la línea geométrica que describe un móvil en su movimiento.
• Espacio recorrido: es la distancia que recorre un móvil, medida sobre la trayectoria.
• Desplazamiento: es la distancia medida en línea recta entre dos posiciones distintas de un móvil.

Velocidad

La velocidad es la magnitud que nos informa acerca de la rapidez con la que se desplazan los cuerpos.

Velocidad media

Es el cociente entre el espacio recorrido y el tiempo empleado en recorrerlo.

Movimiento uniforme y movimiento variable

• El movimiento que describe un cuerpo es uniforme cuando su velocidad es constante, es decir, cuando recorre espacios iguales en tiempos iguales.
• El movimiento que describe un cuerpo es variable cuando su velocidad no es constante, es decir, cuando recorre espacios diferentes en tiempos iguales.

Fuerza y trabajo

Se realiza trabajo cuando un cuerpo se desplaza por la acción de una fuerza que actúa en su totalidad o en parte, en la dirección del movimiento.

Energía

La energía se define como la capacidad que tienen los cuerpos de realizar un trabajo. Se mide en julios (J).

Energía mecánica

Es la energía que poseen los cuerpos por el hecho de moverse a una velocidad determinada, o de encontrarse desplazados de su posición de equilibrio o situados a cierta altura del suelo.

Energía cinética

Es la que poseen los cuerpos en movimiento. Depende de la masa de los cuerpos y de la velocidad a la que se desplazan.

Energía potencial gravitatoria

Un cuerpo elevado a cierta altura adquiere una energía relacionada con dicha altura, ya que la gravedad es la fuerza que lo hace caer.

Energía potencial elástica

Es la energía potencial que se almacena al deformar materiales elásticos.

Energía potencial

Se puede afirmar que la energía potencial puede ser de distintos tipos y se almacena en un cuerpo cuando este se mueve en dirección opuesta a una fuerza que actúa sobre él.