Fundamentos de la Fuerza y la Dinámica: Conceptos Esenciales de Física

Definición de Fuerza

Definimos fuerza como toda interacción entre dos cuerpos, por contacto o a distancia, que provoca una deformación o un cambio en su estado de reposo o movimiento. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el newton (N).

Un cuerpo se ha deformado cuando, al aplicarse una fuerza, varía su longitud a lo largo de la línea de acción de aquella.

Clasificación de los cuerpos según su deformación

• Cuerpos rígidos: No se deforman bajo la acción de una fuerza; como consecuencia de este comportamiento, se rompen o fracturan.
• Cuerpos plásticos: Se deforman al aplicar una fuerza sobre ellos, pero no recuperan su longitud inicial cuando la fuerza desaparece.
• Cuerpos elásticos: Se deforman al aplicar una fuerza sobre ellos, pero sí recuperan su longitud inicial cuando la fuerza desaparece.

Ley de Hooke

La Ley de Hooke indica que la fuerza aplicada a un cuerpo elástico y la deformación producida son directamente proporcionales. El cociente entre la fuerza aplicada y la elongación es constante y se denomina constante elástica (k).

Dinámica y Movimiento

Cuando se le aplica una fuerza F a un cuerpo de masa m, este adquiere una aceleración a, cumpliéndose la siguiente expresión: F = m · a.

El rozamiento es una fuerza que siempre se opone al movimiento.

Fuerza de Gravedad

La fuerza de la gravedad es una interacción que actúa a distancia entre dos cuerpos que poseen masa. Aumenta con el valor de estas y disminuye con la distancia que separa a dichos cuerpos.

Características principales:

• Disminuye con la distancia.
• Aumenta con la masa de los cuerpos.
• No necesita contacto físico entre los cuerpos.
• Siempre se dirige hacia el centro de los cuerpos.

Conceptos de Astronomía y Luz

• Tiempo-luz: Se define como el espacio que recorre la luz en un determinado tiempo.
• Año-luz: Se define como el espacio que recorre la luz en un año y equivale a 9 461 000 000 000 km.
• Velocidad de la luz: La velocidad de la luz en el vacío es de aproximadamente 300 000 km/s.

Ley de la Palanca

La Ley de la Palanca establece que la fuerza aplicada por su distancia al punto de apoyo será igual a la resistencia por su distancia al punto de apoyo.

Aceleración de la Gravedad en Diferentes Cuerpos Celestes

• Sol: 274 m/s²
• Júpiter: 22,9 m/s²
• Tierra: 9,8 m/s²
• Marte: 3,7 m/s²
• Mercurio: 2,8 m/s²
• Luna: 1,6 m/s²