Conceptos Fundamentales de Fuerza, Trabajo y Energía en Física

Conceptos Clave de Fuerza

Una fuerza es toda causa capaz de deformar un cuerpo o de modificar su estado de reposo o de movimiento. Para que exista una fuerza, es necesaria la presencia de dos cuerpos que interaccionan.

Existen dos tipos de fuerzas que pueden actuar sobre un cuerpo:

• Fuerzas de contacto: Requieren contacto físico entre los cuerpos.
• Fuerzas a distancia: Actúan sin contacto físico, como la gravedad.

El peso de un cuerpo se define como la fuerza de atracción que ejerce la gravedad sobre él. Un kilopeso (kilopondio) es el peso de un cuerpo de 1 kg de masa en la Tierra.

Principio de Arquímedes: Empuje

Empuje = Peso del líquido desalojado.

Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del volumen del líquido que desaloja.

Inercia y Movimiento

Un cuerpo en movimiento sobre el que no actúan fuerzas se mueve con movimiento rectilíneo y uniforme (MRU).

Segunda Ley de Newton: Fuerza y Aceleración

Una fuerza constante aplicada sobre un cuerpo le imprime una aceleración constante. Esta aceleración es directamente proporcional a dicha fuerza e inversamente proporcional a la masa del cuerpo.

Equilibrio de Fuerzas

Un cuerpo está en equilibrio cuando la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es nula.

Trabajo y Energía

Trabajo Mecánico

Se realiza trabajo cuando un cuerpo se desplaza debido a la acción de una fuerza que actúa, en su totalidad o en parte, en la misma dirección del movimiento. Un julio (J) es el trabajo realizado por un cuerpo que, sometido a una fuerza de 1 N, se desplaza 1 m en la misma dirección de la fuerza.

Energía

Un cuerpo tiene energía si posee la capacidad de producir cambios o transformaciones en sí mismo o en otro cuerpo. La energía se define como la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo. Dada su equivalencia con el trabajo, la energía también se mide en julios (J).

Energía Mecánica

Por el hecho de moverse a una velocidad determinada, de encontrarse desplazados respecto a su posición de equilibrio o situados a cierta altura del suelo, los cuerpos poseen energía mecánica.

Energía Cinética

La energía cinética es la energía que poseen los cuerpos en movimiento. Depende de la masa de los cuerpos y de la velocidad a la que se desplacen.

Energía Potencial

La energía potencial se almacena al deformar materiales elásticos (energía potencial elástica) y por estar a una altura (energía potencial gravitatoria). La energía potencial gravitatoria de un cuerpo situado a cierta altura sobre el suelo es función de su peso y de la altura a la que se encuentre.