Fundamentos de la Física Clásica: Leyes, Fórmulas y Conceptos Esenciales

Leyes Fundamentales del Electromagnetismo

Ley de Coulomb

La magnitud de la fuerza eléctrica entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Fórmula:

Donde K es la constante de permitividad.

Dinámica y Conservación del Movimiento

Principios de Conservación de la Cantidad de Movimiento

Impulso de una Fuerza (I)

Es un vector cuyo módulo es igual al producto del módulo de la fuerza aplicada a un cuerpo por el intervalo de tiempo que actúa, y cuya dirección y sentido coinciden con la dirección y sentido de la fuerza.

Fórmula: $I = F \cdot T$

Cantidad de Movimiento o Momento Lineal (P)

Es la magnitud vectorial medida por el producto de la masa de un cuerpo y la velocidad que adquiere.

Fórmula: $P = m \cdot v$

Variación en la Cantidad de Movimiento ($\Delta P$)

Describe el cambio en el momento lineal de un cuerpo cuando su velocidad varía.

Fórmulas clave:

• $P_1 = m \cdot v_1$
• $P_2 = m \cdot v_2$
• $\Delta P = P_2 - P_1 = m(v_2 - v_1)$
• $\Delta P = m \cdot \Delta v$
• $\Delta v = v_2 - v_1$

Relación entre Impulso y Cantidad de Movimiento

El impulso resultante sobre una partícula durante cierto intervalo de tiempo es igual a la variación de la cantidad de movimiento de la partícula.

Fórmulas:

• $I = \Delta P = P_2 - P_1$
• $F \cdot t = m \cdot \Delta V$

Ley de Gravitación Universal

Dos cuerpos del universo son atraídos mutuamente con una fuerza que es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que existe entre sus centros.

Fórmula:

Fuerza de Roce (Fricción)

Definición de Fuerza de Roce

La fuerza de rozamiento o fuerza de fricción es la fuerza que surge entre dos superficies en contacto y que se opone al movimiento relativo entre ellas. Se clasifica en:

• Fricción Dinámica: Se opone al movimiento entre ambas superficies.
• Fricción Estática: Se opone al inicio del movimiento.

Origen de la Fuerza de Roce

Surge cuando un objeto se desliza por una superficie. El objeto y dicha superficie interactúan, y esta fuerza se opone al movimiento del cuerpo.

Fuerza de Reacción Normal ($F_N$)

Se define como la fuerza que ejerce una superficie sobre un cuerpo apoyado sobre la misma. Esta fuerza es de igual magnitud y dirección, pero de sentido contrario a la fuerza ejercida por el cuerpo sobre la superficie.

Coeficiente de Rozamiento ($\mu$)

Expresa la oposición al deslizamiento que ofrecen las superficies de dos cuerpos en contacto.

Magnitudes y Unidades

• Fuerza de Roce ($F_r$): Unidades de fuerza (masa × longitud / tiempo²).
  • En el sistema M.K.S.: $[F] = N$ (Newton).
  • En el sistema C.G.S.: $[F] = dyn$ (Dina).
• Coeficiente de Rozamiento ($\mu$): Es adimensional (no tiene unidades).