Conceptos Esenciales de Física: Mecánica, Fluidos y Dinámica

Campos Escalares y Vectoriales

Un campo vectorial o escalar se define cuando, en una región del espacio, una magnitud (ya sea vectorial o escalar) está definida en función de la posición.

Momento de un Vector Respecto a un Punto

El momento de un vector respecto a un punto A es otro vector que se extiende desde A hasta el origen del vector V. El momento resultante se define como la suma de los momentos individuales producidos por diferentes vectores sobre el mismo punto.

Mecánica y Cinemática

Mecánica

La Mecánica es la rama de la física que estudia la relación entre la materia, la fuerza y el movimiento.

Cinemática

La Cinemática es la rama de la mecánica que describe el movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo producen.

Leyes de Newton

1. Primera Ley (Ley de la Inercia): Una partícula libre con velocidad constante mantendrá dicha velocidad constante a menos que una fuerza externa actúe sobre ella.
2. Segunda Ley (Ley Fundamental de la Dinámica): Si se aplica una fuerza (F) a un cuerpo, este adquirirá una aceleración (a) directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a su masa (m), expresado como F = ma.
3. Tercera Ley (Ley de Acción y Reacción): Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro (acción), el segundo cuerpo reaccionará con una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero.

Fuerzas Conservativas

Una fuerza es conservativa cuando el trabajo realizado por ella al mover una partícula entre dos puntos no depende de la trayectoria seguida, sino únicamente de las posiciones inicial y final.

Tipos de Colisiones (Choques)

Existen tres tipos principales de colisiones:

• Choques Inelásticos: En este tipo de colisión, el coeficiente de restitución (e) es igual a 0. Se cumple que la energía cinética no se conserva, y los cuerpos pueden unirse o deformarse permanentemente.
• Choques Elásticos: En los choques elásticos, el coeficiente de restitución (e) es igual a 1. En este caso, tanto la cantidad de movimiento como la energía cinética total del sistema se conservan.
• Choques Plásticos: Son un tipo de choque inelástico extremo donde los cuerpos se unen y se mueven como uno solo después del impacto, resultando en la máxima pérdida de energía cinética.

Teoremas de Pappus-Guldinus

1. Primer Teorema: El área de una superficie de revolución es igual a la longitud de la curva generatriz multiplicada por la distancia recorrida por el centroide (centro de gravedad) de la curva al generar la superficie.
2. Segundo Teorema: El volumen de un sólido de revolución es igual al área de la figura generatriz multiplicada por la distancia recorrida por el centroide (centro de gravedad) del área al generar el sólido.

Principio de Pascal

El Principio de Pascal establece que la presión aplicada a un fluido incompresible y encerrado se transmite íntegramente y sin disminución a cada punto del fluido y a las paredes del recipiente que lo contiene.