Fórmulas de Física: Cinemática, Dinámica, Electricidad y Energía

Cinemática: Estudio del Movimiento

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

• x_f = x₀ + v · t

Definiciones: x_f: posición final [m], x₀: posición inicial [m], v: velocidad [m/s], t: tiempo [s].

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA)

• v_f = v₀ + a · t
• x = x₀ + v₀ · t + 1/2 · a · t²
• a = (v_f - v₀) / t
• v_f² = v₀² + 2a(x - x₀)

Definiciones: v_f: velocidad final [m/s], v₀: velocidad inicial [m/s], a: aceleración [m/s²], t: tiempo [s], x: posición [m], x₀: posición inicial [m]. Velocidad y posición expresadas en [m/s] y [m] respectivamente.

Caída Libre

• y = y₀ + v₀ · t - 1/2 · g · t²
• v = v₀ + g · t
• v = √(2gh)
• T = v₀ / g

Definiciones: y: altura [m], g: aceleración de la gravedad (9.8 m/s²), v: velocidad [m/s], v: velocidad al caer [m/s], t: tiempo para detenerse al subir [s].

Dinámica y Fuerzas

Segunda Ley de Newton

• F = m · a
• a = F / m
• m = F / a

Definiciones: F: fuerza [N], m: masa [kg], a: aceleración [m/s²].

Fuerza de Gravitación Universal

• F_grav = k · (m1 · m2) / r²

Definiciones: F: fuerza gravitatoria [N], k: constante (9×10⁹ Nm²/kg²), m1, m2: masas de los cuerpos, r: distancia entre centros.

Peso y Empuje (Hidrostática)

• P = m · g
• E = d_fluido · V · g
• D = E / (V · g)
• P_aparente = P - E

Definiciones: P: peso [N], E: empuje [N], ρ (d): densidad [kg/m³], V: volumen [m³], P_aparente: peso aparente [N].

Ley de Hooke

• F_elástica} = k · x

Definiciones: F: fuerza elástica [N], k: constante elástica [N/m], x: alargamiento [m].

Propiedades de la Materia

Densidad, Masa y Volumen

• ρ = m / V
• V = m / ρ
• m = ρ · V
• V_esfera = (4/3) · π · r³

Definiciones: ρ: densidad [kg/m³], m: masa [kg], V: volumen [m³], r: radio de la esfera [m].

Electricidad y Circuitos

Ley de Ohm e Intensidad

• I = Q / t
• V = I · R
• R = V / I
• I = V / R

Definiciones: I: corriente o intensidad [A], Q: carga [C], t: tiempo [s], V: tensión o voltaje [V], R: resistencia [Ω].

Resistencia de un Conductor

• R = ρ · L / S

Definiciones: ρ (P): resistividad del material, L: longitud del elemento, S: sección o área transversal del elemento.

Energía, Trabajo y Potencia

Potencia y Trabajo

• P = W / t
• W = F · d · cos(θ)
• W_gravedad = m · g · h

Definiciones: P: potencia [W], W: trabajo [J], F: fuerza [N], d: distancia [m].

Energía de Consumo y Mecánica

• E = P · t
• E_c = 1/2 · m · v²
• E_p = m · g · h
• E_elástica = 1/2 · k · x²

Definiciones: E: energía [J o kWh], t: tiempo [s o h], P: potencia, E_c: energía cinética [J], E_p: energía potencial gravitatoria [J], E_elástica: energía potencial elástica [J].

Resumen de Magnitudes Fundamentales

• Velocidad: V = s / t
• Aceleración: a = (v_f - v_i) / t