Energía y leyes de Newton: tipos de energía, propiedades y fórmulas

La Energía

La energía es una propiedad de los sistemas materiales que les permite provocar cambios en sí mismos o en su entorno. La unidad de la energía en el Sistema Internacional es el Julio (J).

Propiedades de la Energía

• La energía se transforma, se conserva, se almacena, se degrada, se transporta y se transfiere.
• Si la transferencia de energía se debe a una diferencia de temperatura entre cuerpos en contacto, se denomina calor.
• Si esta transferencia se debe a una fuerza que provoca el desplazamiento de un cuerpo, se denomina trabajo.
• La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma (Ley de Conservación de la Energía).

1 cal = 4,19 J / 1 kWh = 3.6 x 10⁶ J

Tipos de Energía

• Energía electromagnética: Es la liberada por el Sol, ya que en él se producen reacciones nucleares de fusión. Otros objetos, como los móviles, también la poseen.
• Energía química: Es la que se almacena en las sustancias debido a sus enlaces químicos, como la gasolina y los alimentos.
• Energía térmica: Mide el grado de agitación térmica de un sistema, relacionado con la circulación o acumulación de energía cinética de las partículas.
• Energía nuclear: Es la que se encuentra en los núcleos de los átomos, como el uranio y el radio.
• Energía mecánica: Se divide en dos tipos:
  • Energía cinética: Debida al movimiento de los cuerpos. E_c = 1/2 * M * V²
  • Energía potencial:
    • Gravitatoria: E_p = G * m₁ * m₂ / d²
    • Elástica: E_p = 1/2 * k * x²

Las Leyes de Newton

Primera Ley de Newton (Ley de la Inercia)

Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza o la fuerza resultante es cero, el cuerpo se mantiene en reposo o con velocidad constante.

Segunda Ley de Newton (Ley Fundamental de la Dinámica)

Si sobre un cuerpo actúa una fuerza resultante no nula, la aceleración de ese cuerpo será: a = F/m. Un cuerpo en estas condiciones se dice que está en equilibrio dinámico. F = m * a.

Tercera Ley de Newton (Ley de Acción y Reacción)

Para describir una interacción entre dos cuerpos, se necesitan dos fuerzas: la fuerza de acción y la fuerza de reacción. Ambas poseen el mismo módulo y la misma dirección, pero sentidos contrarios y distintos puntos de aplicación.

Las Fuerzas No Concurrentes

Son aquellas que se aplican en distintos puntos de un cuerpo, el cual no se puede considerar como un punto material, sino que tiene dimensiones. F₁ * d₁ = F₂ * d₂

Peso y Fuerza de Rozamiento

Peso (P): P = m * g

Fuerza de rozamiento (F_r): F_r = μ (coeficiente de rozamiento) * m * g

Si la fuerza aplicada (F) es mayor que la fuerza de rozamiento, el objeto se moverá.