Movimiento, Fuerza y Energía: Conceptos Fundamentales de la Física

Movimiento

Posición, Trayectoria y Desplazamiento

Movimiento: Un cuerpo cambia de posición a lo largo del tiempo con respecto al sistema de referencia; en caso contrario, decimos que está en reposo.

Posición: La posición de un móvil en un instante determinado es el punto del espacio que ocupa en ese instante.

Trayectoria: Línea formada por los sucesivos puntos que ocupa un móvil en su movimiento.

Vector de desplazamiento: Entre dos puntos de la trayectoria es el vector que une ambos puntos.

Distancia Recorrida y Velocidad

Distancia recorrida: En un intervalo de tiempo es la longitud, medida sobre la trayectoria, que existe entre las posiciones inicial y final.

Velocidad: De un móvil representa la velocidad con la que este cambia de posición.

Velocidad media: Llamamos velocidad media (Vm) al cociente entre la distancia recorrida por el móvil y el tiempo empleado en recorrerla.

Velocidad instantánea: Velocidad que tiene el móvil en un instante determinado.

MRU: Es aquel en que el vector velocidad se mantiene constante, es decir, la velocidad es constante en módulo, dirección y sentido.

Fuerza

Aceleración: De un móvil representa la rapidez con la que varía su velocidad.

Fuerza: Es toda acción capaz de alterar el estado de reposo o de movimiento de los cuerpos o de producir en ellos alguna deformación.

Peso: De un cuerpo es la fuerza de atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre él.

Fuerza resultante: Es la fuerza que produce sobre un cuerpo el mismo efecto que el sistema de todas las fuerzas que actúan sobre él, es decir, la suma vectorial de las fuerzas del sistema.

Equilibrio: Dos fuerzas o más aplicadas a un mismo cuerpo neutralizan mutuamente sus efectos, es decir, su resultante es nula.

Leyes de Newton

1ª Ley de Newton: Ley de la inercia: Un cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme si no actúa ninguna fuerza sobre él, o bien si la resultante de las fuerzas que actúan es nula.

2ª Ley de Newton: Ley fundamental de la dinámica: Si sobre un cuerpo actúa una fuerza resultante, éste adquiere una aceleración directamente proporcional a la fuerza aplicada, siendo la masa del cuerpo la constante de proporcionalidad.

3ª Ley de Newton: Ley de acción y reacción: Si un cuerpo ejerce una fuerza, que llamamos acción, sobre otro cuerpo, éste, a su vez, ejerce sobre el primero otra fuerza, que llamamos reacción, con el mismo módulo y la misma dirección, pero de sentido contrario.

Tipos de Fuerza

Fuerza normal: Fuerza que ejerce la superficie de apoyo de un cuerpo sobre este.

Fuerza de rozamiento: Aparece en la superficie de contacto de los cuerpos, oponiéndose al movimiento de estos.

Fuerza centrípeta: Es la fuerza que es preciso aplicar a un cuerpo para que siga una trayectoria circular.

Energía

La energía: Es la magnitud física por la que los cuerpos tienen capacidad para realizar transformaciones en ellos mismos o en otros cuerpos.

Principios de la Energía

Principio de conservación de la energía: La cantidad total de energía del universo se mantiene constante en cualquier proceso.

Principio de degradación de la energía: Con cada transformación, la energía va perdiendo calidad para producir nuevas transformaciones.

Trabajo y Potencia

Trabajo: De una fuerza constante que produce un desplazamiento rectilíneo en la misma dirección y sentido que la fuerza es igual al producto de la fuerza por el desplazamiento.

Potencia: Es la relación que existe entre el trabajo realizado y el tiempo empleado.

Energía Cinética y Potencial

La energía cinética: Es la energía que poseen los cuerpos por el hecho de estar en movimiento.

Energía potencial gravitatoria: Es la energía que posee un cuerpo debido a la posición que ocupa respecto a la superficie de la Tierra.

Principio de conservación de la energía mecánica: Si la única fuerza que realiza trabajo sobre un cuerpo es el peso, su energía mecánica, es decir, la suma de sus energías cinética y potencial, se mantiene constante en todos los puntos de la trayectoria.

Máquinas y Termodinámica

Máquinas Mecánicas

Una máquina mecánica: Es un dispositivo que recibe el trabajo procedente de una fuerza externa y lo transmite a algún cuerpo.

Rendimiento: De una máquina es el cociente entre el trabajo que produce y el trabajo que se le suministra.

Temperatura y Calor

Temperatura: De un cuerpo es una medida de la agitación térmica de las partículas que lo forman. Cuanto mayor es la agitación térmica, mayor es la temperatura.

Calor: Es una forma de transmisión de la energía que se produce cuando existe una diferencia de temperatura entre dos cuerpos o entre diferentes partes de un mismo cuerpo.

Calor específico: Es el calor que debe recibir la unidad de masa para aumentar su temperatura un Kelvin.

Dilatación: Consiste en el aumento de volumen de un cuerpo como consecuencia de un incremento de su temperatura.

Energía interna: Es la suma de todas las formas de energía que poseen sus partículas.

Primer principio de la termodinámica: La variación de la energía interna de un sistema es igual a la suma del calor y el trabajo intercambiados con el exterior.

Máquina térmica: Es un dispositivo que, actuando de manera cíclica, transforma el calor suministrado por un foco calorífico en trabajo mecánico.

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