Conceptos Fundamentales de Física: Fuerza, Presión y Deformación
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Conceptos Fundamentales de Física
El Newton
Un newton es la unidad de fuerza en el Sistema Internacional de Unidades (SI), nombrada así en reconocimiento a Isaac Newton por su trabajo y su extraordinaria aportación a la Física, especialmente a la mecánica clásica.
La Fuerza
La fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas se habla de interacción). Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.
La Presión
La presión es una magnitud física escalar que mide la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.
Unidades de Medida de Presión y Factores de Conversión
La presión atmosférica media es de 101 325 pascales (101,3 kPa), a nivel del mar. Las equivalencias comunes son: 1 Atm = 1,01325 bar = 101325 Pa = 1 kg/cm² y 1 m.c.a = 9.81 kPa.
Tabla de Factores de Conversión de Unidades de Presión
Pascal (Pa) | bar | N/mm² | kp/m² | kp/cm² | atm | Torr | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 Pa (N/m²) = | 1 | 10-5 | 10-6 | 0,102 | 0,102×10-4 | 0,987×10-5 | 0,00751 |
1 bar (daN/cm²) = | 100000 | 1 | 0,1 | 1020 | 1,02 | 0,987 | 750 |
1 N/mm² = | 106 | 10 | 1 | 1,02×105 | 10,2 | 9,87 | 7500 |
1 kp/m² = | 9,81 | 9,81×10-5 | 9,81×10-6 | 1 | 10-4 | 0,968×10-4 | 0,0736 |
1 kp/cm² = | 98100 | 0,981 | 0,0981 | 10000 | 1 | 0,968 | 736 |
1 atm (760 Torr) = | 101325 | 1,01325 | 0,1013 | 10330 | 1,033 | 1 | 760 |
1 Torr (mmHg) = | 133 | 0,00133 | 1,33×10-4 | 13,6 | 0,00136 | 0,00132 | 1 |
La Deformación
La deformación es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatación térmica.
Tipos de Deformaciones
Toda deformación se puede considerar como una mezcla de dos tipos sencillos:
- Compresión uniforme: Es aquella que se produce sin cambio de forma del cuerpo, aunque sí de volumen. El caso más simple es el de un globo que se hincha o se deshincha sin perder la forma esférica.
- Cizalladura: Es la deformación que implica un cambio de forma del cuerpo sin modificar su volumen. Se produce, por ejemplo, cuando se corta un objeto con unas tijeras, aunque solo se aprecia con claridad cuando se trata de un objeto grueso.