Principios Fundamentales de la Física: Movimiento y Fuerzas

¿Qué es el Movimiento?

Todo lo que nos rodea está en continuo movimiento, pues es la acción y efecto de mover o moverse.

El Movimiento es Relativo

No sabemos con certeza si estamos en movimiento o no, ya que es relativo, dependiendo del sistema de referencia que se emplee.

Sistema de Referencia

Es un elemento fijo o punto del espacio respecto al cual se describe el movimiento de un cuerpo.

Un cuerpo está en movimiento si cambia de posición respecto al sistema de referencia escogido; de lo contrario, está en reposo.

El cuerpo que está en movimiento recibe el nombre de móvil.

Elementos para Describir un Movimiento

Para describir un movimiento, debemos conocer cinco elementos clave:

• Posición
• Desplazamiento
• Trayectoria
• Distancia Recorrida
• Tiempo

Posición

Lugar que ocupa el móvil en el espacio respecto al sistema de referencia en un instante determinado.

Trayectoria

Camino seguido por el móvil para ir desde la posición inicial hasta la posición final.

Tiempo

El tiempo que se tiene en cuenta es el que tarda el móvil en recorrer una distancia indicada.

Distancia Recorrida

Espacio recorrido por un móvil.

La Velocidad

Es la distancia recorrida por un móvil en una unidad de tiempo, pues nos indica la rapidez de un movimiento.

Velocidad Instantánea

Velocidad que tiene el móvil en un instante determinado de tiempo.

Velocidad Media

Es el promedio de todas las velocidades instantáneas. Se calcula como el cociente entre la distancia total recorrida por el móvil y el tiempo empleado en recorrerla.

V = S / t

Tipos de Movimiento

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

Un móvil se desplaza con MRU si sigue una trayectoria rectilínea y su velocidad es constante.

• Movimiento Rectilíneo: Su trayectoria es una línea recta.
• Movimiento Curvilíneo: Su trayectoria será una curva.
• Movimiento Circular: Su trayectoria será una curva especial, la circunferencia.
• Movimiento Elíptico: Su trayectoria será una curva especial, la elipse.

La Aceleración

Es la variación de la velocidad por unidad de tiempo y nos indica la rapidez con la que un móvil cambia de velocidad.

• Si la aceleración es positiva (+), el móvil aumenta su velocidad, es decir, acelera.
• Si la aceleración es negativa (-), el móvil disminuye su velocidad, es decir, desacelera o frena.

Fórmula de la Aceleración

a = (v_f - v_0) / t

Donde:

• a es la aceleración
• v_f es la velocidad final
• v_0 es la velocidad inicial
• t es el tiempo

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA)

Un móvil se desplaza con MRUA si sigue una trayectoria rectilínea y tiene aceleración constante.

Ejemplos de MRUA:

• Caída libre
• Lanzamiento vertical

¿Qué son las Fuerzas?

Son la acción capaz de producir alguna deformación en los cuerpos sobre los que actúa o alterar su estado de reposo o de movimiento.

Para que se produzca una fuerza, debe aparecer una interacción entre dos cuerpos.

Elementos de una Fuerza

• Punto de Aplicación: Punto del cuerpo sobre el cual se aplica la fuerza.
• Dirección: Línea sobre la que actúa la fuerza.
• Sentido: Cada una de las dos orientaciones posibles que adopta la fuerza.
• Intensidad: Indica el valor de la fuerza.
• Deformación: La deformación que sufre un cuerpo elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada.

Ley de Hooke

La fórmula de la Ley de Hooke es:

F = K · x

Donde:

• F es la fuerza aplicada
• K es la constante elástica del muelle
• x es la deformación o alargamiento

La Presión

Es la relación que existe entre la fuerza ejercida y la superficie sobre la que se aplica la fuerza.

P = F / S

Donde:

• P es la presión
• F es la fuerza
• S es la superficie