Resumen de física: vectores, leyes de Newton y conceptos energéticos

Unidad de medición

Unidad de medición: Medir no es más que comparar algo desconocido con un patrón de medida definido.

Vectores

Vectores: Son magnitudes que tienen como características magnitud, dirección y sentido. Ejemplos de magnitudes básicas: t = tiempo, m = masa, d = distancia.

Movimiento

Movimiento: Es el cambio de posición de un cuerpo en el espacio.

Desplazamiento

Desplazamiento: Es la distancia más corta que existe entre un punto y otro (vector).

Trayectoria

Trayectoria: Son todos aquellos caminos posibles para ir de un punto a otro; pueden ser infinitos.

Velocidad

Velocidad: Es una variable vectorial cuya magnitud es la rapidez.

Aceleración

Aceleración: Es la variación de la velocidad (o rapidez si se considera magnitud) en un intervalo de tiempo.

Clasificación de los movimientos

Para entregar una clasificación de los movimientos primero hay que conceptualizar qué entendemos por velocidad y aceleración.

• MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme): Este movimiento se caracteriza por ser rectilíneo y por tener velocidad y rapidez constantes.
• MUV (Movimiento Uniformemente Variado): Este movimiento implica variación uniforme de la velocidad; se divide en MUA (Movimiento Uniformemente Acelerado) y MUR (Movimiento Uniformemente Retardado).

Caída y lanzamiento verticales

Caída y lanzamiento verticales: La caída de los cuerpos es un movimiento de tipo acelerado; por tanto, las ecuaciones que los rigen son las ecuaciones de un movimiento uniformemente acelerado (MUA).

Cinemática y dinámica

Cinemática: Estudio de los movimientos (descripción del movimiento sin considerar sus causas).

Dinámica: Estudio de las causas que producen los movimientos (fuerzas y sus efectos).

Principios de Newton

• Principio de inercia (Primera ley): Todo cuerpo permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme a menos que actúe sobre él una fuerza externa.
• Segunda ley (principio de fuerza): La fuerza aplicada a un cuerpo es proporcional al producto entre su masa y la aceleración que adquiere debido a dicha fuerza: F = m · a.
• Tercera ley (acción y reacción): Para toda fuerza de acción existe siempre una reacción de igual magnitud y dirección pero en sentido contrario.

Planos de movimiento de los cuerpos

Planos de movimiento: Los cuerpos se desplazan en diferentes planos de movimiento, que pueden ser horizontales, verticales o diagonales.

Trabajo

Trabajo (W): Es una acción que genera un cambio en un cuerpo. Como concepto general, el trabajo es la acción de generar un desplazamiento por efecto de una fuerza. Matemáticamente:

W = F · d · cos(θ)

donde:

• F = fuerza
• d = distancia recorrida en la dirección de la fuerza (desplazamiento)
• θ = ángulo entre la fuerza y el desplazamiento

Potencia

Potencia: Es la rapidez con la cual se realiza un trabajo. Se determina como el trabajo dividido entre el tiempo:

P = W / t

Energía

Energía: Es la capacidad de realizar trabajo. En física mecánica existen dos tipos principales de energía:

• Energía cinética: Llamada también energía de movimiento, porque depende directamente de la rapidez del cuerpo. Fórmula:

E_c = ½ · m · v²

• Energía potencial: Llamada también energía de posición, porque depende de la posición o altura en la que se encuentra el cuerpo. Fórmula:

E_p = m · g · h

Temperatura

Temperatura: Es una magnitud física que depende del movimiento o de la energía cinética promedio de las partículas o moléculas que componen los cuerpos. La temperatura se mide con termómetros.

Calor

Calor: El calor es una energía en tránsito; los cuerpos no lo poseen, solo lo transmiten. El calor transferido se puede calcular como el producto entre la masa del cuerpo, su variación de temperatura y el calor específico del material:

Q = m · c · ΔT

El calor específico es un valor característico de cada material.