Magnitudes y Energía: Conceptos Fundamentales de la Física

Magnitudes Fundamentales

Para medir diferentes cantidades físicas, se utilizan unidades estándar. Algunas de las magnitudes fundamentales y sus unidades son:

• Masa: kilogramo (kg)
• Longitud: metro (m)
• Tiempo: segundo (s)
• Temperatura: kelvin (K)
• Intensidad luminosa: candela (cd)
• Cantidad de sustancia: mol (mol)
• Intensidad de corriente: amperio (A)

Fuerza, Masa y Aceleración

La aceleración se produce cuando una fuerza desequilibrada actúa sobre un cuerpo. Dos factores influyen en la aceleración:

1. La fuerza neta que actúa sobre el cuerpo.
2. La masa del cuerpo.

La segunda ley de movimiento de Newton describe cómo la fuerza y la masa afectan a la aceleración. Esta ley establece que la aceleración de un objeto es igual a la fuerza neta que actúa sobre él dividida por su masa.

Fuerza Gravitacional y Peso

La fuerza gravitatoria es la responsable de atraer los objetos hacia la Tierra y de mantener a la Luna en su órbita. Esta fuerza tiene implicaciones importantes en el aire y en los viajes espaciales.

Gravedad

La gravedad es una de las fuerzas fundamentales en nuestra vida diaria. La fuerza gravitatoria de la Tierra es la que hace que los objetos caigan al suelo.

Ley de la Gravitación Universal

(Aquí se puede desarrollar el contenido de la Ley de la Gravitación Universal)

Unidades de Energía

Para evaluar la calidad energética de diferentes fuentes, se utilizan unidades basadas en su poder calorífico. Algunas de las unidades más utilizadas en el sector energético son:

• Kilocalorías por kilogramo de combustible (kcal/kg): Indica cuántas kilocalorías se obtienen al quemar 1 kg de combustible. 1 kcal = 4,186 × 10³ J
• Tonelada equivalente de carbón (tec): Representa la energía liberada al quemar una tonelada de carbón tipo (hulla). 1 tec = 29,3 × 10⁹ J
• Tonelada equivalente de petróleo (tep): Equivale a la energía liberada al quemar una tonelada de crudo de petróleo. 1 tep = 41,84 × 10⁹ J

Potencia

Kilovatios (kW)

El kilovatio (kW) es la unidad de medida de potencia establecida por el Sistema Internacional de Unidades (SI). Representa la cantidad de trabajo que realiza un motor en un tiempo determinado.

Caballos (CV)

El caballo de vapor (CV) es otra unidad de medida de potencia, originada en Francia. Es un 1,368% menor que el horsepower (HP) inglés.

Equivalencias:

• 1 CV = 0,9863 HP
• 1 CV = 0,7355 kW

Energía Cinética

La energía cinética es la energía asociada a los cuerpos en movimiento. Depende de la masa y la velocidad del cuerpo. Por ejemplo, el viento al mover las aspas de un molino posee energía cinética.

La energía cinética (Ec) se mide en julios (J), la masa (m) en kilogramos (kg) y la velocidad (v) en metros por segundo (m/s).

Fórmula:

Ec = (m * v²) / 2

Energía Mecánica

La energía mecánica es la energía que poseen los cuerpos debido a su movimiento o posición. Puede ser de dos tipos:

• Energía cinética
• Energía potencial

Ejemplos

• 21 hp x 747.7 (Conversión de caballos de fuerza a vatios)
• Energía cinética: objetos en movimiento. Ejemplo: Ec = (m * v²) / 2
• Energía potencial: objeto en reposo a cierta altura. Ejemplo: Ep = m * g * h (donde g es la aceleración debido a la gravedad, que es un valor constante de 9.8 m/s²)
• Conversiones de unidades: 1 kg = 1000 g