Magnitudes Físicas Fundamentales
Masa, Volumen y Peso
Volumen: Espacio que ocupa un cuerpo (magnitud escalar).
Masa: Cantidad de materia que contiene un cuerpo (magnitud escalar).
Peso: Fuerza de atracción gravitatoria. Es una magnitud vectorial que depende de la gravedad. El peso de un cuerpo depende de dos factores: su masa (de forma proporcional) y el lugar de medición (la gravedad).
Peso Específico y Densidad
Peso específico (Pe): Peso por unidad de volumen. Es una propiedad característica de cada material y no varía con la cantidad de sustancia. Aunque el peso y la masa de un cuerpo pueden cambiar, su peso específico permanece constante.
Densidad: Masa por unidad de volumen. Al igual que el peso específico, la densidad es una propiedad característica de cada material y no varía con la cantidad de sustancia.
Fuerza y sus Componentes
Fuerza: Acción que provoca un efecto sobre un cuerpo. Es una magnitud vectorial que se define por su dirección, sentido, intensidad y punto de aplicación.
Dirección: Ubicación de la fuerza en el espacio (e.g., horizontal, vertical).
Sentido: Orientación de la fuerza dentro de su dirección (e.g., hacia arriba, hacia abajo, hacia la izquierda).
Intensidad: Magnitud de la fuerza, representada por la longitud del vector que la simboliza.
Punto de aplicación: Punto del cuerpo donde se aplica la fuerza.
Centro de Gravedad y Equilibrio
Centro de Gravedad
El centro de gravedad es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas partes de un cuerpo. En el cuerpo humano, el centro de gravedad se encuentra aproximadamente en la pelvis en los hombres y un poco más abajo en las mujeres.
Equilibrio de un Cuerpo Suspendido
Un cuerpo suspendido se encuentra en equilibrio cuando la vertical que pasa por el punto de suspensión también pasa por el centro de gravedad. En este caso, la fuerza peso es contrarrestada por la fuerza de reacción del punto de suspensión, que tiene la misma magnitud y dirección pero sentido opuesto.
Existen tres tipos de equilibrio para un cuerpo suspendido:
- Equilibrio estable: El punto de suspensión se encuentra por encima del centro de gravedad.
- Equilibrio inestable: El punto de suspensión se encuentra por debajo del centro de gravedad.
- Equilibrio indiferente: El punto de suspensión coincide con el centro de gravedad.
Equilibrio de un Cuerpo Apoyado
Un cuerpo apoyado está en equilibrio cuando la vertical que pasa por el centro de gravedad cae dentro de la base de sustentación del cuerpo. Al inclinar el cuerpo, se genera una cupla entre la fuerza peso y la fuerza de reacción que actúan a través de la base de sustentación.
Al igual que en el caso de un cuerpo suspendido, existen tres tipos de equilibrio para un cuerpo apoyado:
- Equilibrio estable: El centro de gravedad está más bajo que en cualquier otra posición.
- Equilibrio inestable: El centro de gravedad está más alto que en cualquier otra posición.
- Equilibrio indiferente: El centro de gravedad no puede tomar posiciones más bajas.