Conceptos Fundamentales de Física: Dinámica, Electricidad y Cinemática

Fundamentos de la Física Clásica: Electricidad, Cinemática y Dinámica

Magnitudes Eléctricas Fundamentales

• Diferencia de Potencial (V): Es la energía necesaria para mover la unidad de carga eléctrica desde un punto hasta otro.
• Intensidad de Corriente (I): Es la cantidad de carga (q) que circula por un conductor en un determinado tiempo.
• Resistencia Eléctrica (R): Mide la oposición que presenta un conductor al movimiento de los electrones. (Nota: El texto original incluye la frase: relación entre la variación de velocidad y tiempo empleado en hacerlo).

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA)

Aquel movimiento en el que su trayectoria es una recta y su aceleración permanece constante.

Dinámica y Leyes de Newton

Composición de Fuerzas

• Fuerzas Concurrentes: Ocurren cuando dos o más fuerzas actúan simultáneamente sobre un cuerpo. La suma vectorial de estas fuerzas se denomina fuerza resultante.

Leyes de Newton

Newton transformó la física para siempre y lo hizo con tres leyes fundamentales:

1. Ley de la Inercia (Primera Ley): Fue enunciada por Galileo Galilei, pero Newton la refinó.
2. Ley Fundamental de la Dinámica (Segunda Ley): Define la relación entre fuerza, masa y aceleración: $Fuerza = Masa \times Aceleración$.
3. Ley de Acción-Reacción (Tercera Ley): Las fuerzas de acción y reacción poseen el mismo módulo, la misma dirección, sentidos contrarios y distintos puntos de aplicación.

Tipos de Fuerzas Comunes

Fuerza de Atracción Gravitatoria

La fuerza de la gravedad se calcula como: $F_g = G \cdot \frac{m_1 \cdot m_2}{d^2}$. Es proporcional a las masas que interaccionan e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Masa y Peso

El peso es el nombre que recibe la fuerza de atracción gravitatoria que ejerce un cuerpo. Se calcula como: $P = m \cdot g$.

Fuerza Normal ($F_N$)

Es la fuerza que ejerce una superficie sobre un cuerpo que está apoyado en ella.

Fuerza de Rozamiento ($F_r$)

Es la fuerza que existe entre un cuerpo que se desliza por encima de otro, y se opone al movimiento de una superficie. La fórmula proporcionada es: $F = UMA \cdot M \cdot G$.

Dinamómetro

Es un muelle elástico que se puede deformar y luego volver a su sitio de origen, utilizado para medir fuerzas.

Electromagnetismo

Fuerza Eléctrica: Ley de Coulomb

Establece que la fuerza eléctrica ($F_e$) entre dos cargas separadas a una distancia (r) es directamente proporcional al producto de las dos cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Fórmula: $F_e = K \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2}$.

Analogías y Diferencias con la Fuerza Gravitatoria

Newton había obtenido la ley para la fuerza gravitatoria:

• Fuerza Gravitatoria: $F_g = -G \cdot \frac{m_1 \cdot m_2}{r^2}$
• Fuerza Eléctrica: $F_e = K \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2}$

Electricidad y Magnetismo

Clasificación de Materiales Magnéticos

• Ferromagnéticas: Son fuertemente atraídas por un imán y pueden imantarse perfectamente.
• Paramagnéticas: Son atraídas en menor medida por un imán.
• Diamagnéticas: Son repelidas por un imán.

Campo Magnético

Es la región del espacio en la que pueden detectarse los efectos del magnetismo.