Conceptos de Física: Desde la Gravedad hasta las Máquinas Simples

Gravedad, Masa y Peso

La gravedad es la atracción entre dos objetos que tienen masa. El campo gravitatorio es una propiedad física del espacio alrededor de la Tierra, el cual ejerce una fuerza de atracción sobre cualquier objeto.

El peso es la fuerza con la que la Tierra atrae a un cuerpo. Es fundamental entender las diferencias entre masa y peso:

• Masa: Es la cantidad de materia de un cuerpo. Es una magnitud constante. Se mide en una balanza y su unidad son los kg.
• Peso: Es la fuerza con la que la Tierra atrae a un cuerpo. El peso cambia dependiendo del planeta debido a la gravedad. Se mide con un dinamómetro y su unidad son los newtons (N).

Astronomía y el Universo

El Sistema Solar

Los planetas que componen nuestro sistema son: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Fenómenos y Magnitudes Espaciales

En relación con los océanos, se denomina pleamar cuando estos ascienden hasta su nivel máximo; después de 6 horas, el nivel desciende hasta su punto mínimo, lo que se denomina bajamar.

En el vacío, la luz viaja a 300 000 km/s. Por otro lado, las galaxias son un conjunto de millones de estrellas, polvo interestelar, partículas y gases. La Tierra pertenece a la galaxia llamada Vía Láctea, la cual forma parte de un grupo de galaxias denominado Grupo Local, compuesto por más de 40 galaxias.

Trabajo y Máquinas Simples

Definición de Trabajo

Se define trabajo (W) como el producto de la fuerza ejercida y la distancia recorrida cuando ambas coinciden en la misma dirección. Las fórmulas relacionadas son:

• W = F · d
• F = W / d
• d = W / F

Tipos de Máquinas Simples

El plano inclinado, la cuña y el tornillo son máquinas que, con poca fuerza, permiten vencer fuerzas mayores a cambio de aumentar el recorrido de la fuerza aplicada.

• Polea: Es una máquina simple que se utiliza para transmitir una fuerza, pero sin ampliarla.
• Polipasto: Es un conjunto de poleas unidas que extienden la fuerza, aunque a costa de un mayor recorrido de la fuerza aplicada. Se rige por la fórmula: F1 · r1 = F2 · r2.

Mecanismos de Movimiento y Máquinas Compuestas

Transformación de Movimiento

De circular a lineal: sistema piñón-cremallera

Consta de un engranaje sobre una barra con dientes.

De lineal alternativo a circular

Consta de dos palancas articuladas conectadas a un pistón que tiene un movimiento de vaivén.

Máquinas Compuestas

Una máquina compuesta está formada por dos o más máquinas simples, de forma que la salida de cada una de ellas está conectada a la entrada de la siguiente.

Reducción del Rozamiento

Para optimizar el movimiento, se utilizan diversos métodos para disminuir la fricción:

• Rueda: El rozamiento al hacer rodar un cuerpo es mucho menor que cuando se arrastra.
• Rodamiento: Consiste en dos cilindros concéntricos con bolas en su interior, lo que permite que puedan girar libremente.
• Lubricantes: El uso de sustancias como el aceite disminuye el rozamiento.
• Intercalar aire: El aire intercalado entre la superficie y la máquina evita que haya contacto directo entre ambas superficies.