Fundamentos de Física: Dinámica, Fuerzas, Interacciones y Energía

Conceptos Fundamentales de Dinámica

Dinámica

Es el estudio de las causas del movimiento.

Primera Ley de Newton o Ley de la Inercia

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.

Segunda Ley de Newton o Ley de Fuerza

El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

Tercera Ley de Newton o Ley de Acción y Reacción

Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria; es decir, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

Cuarta Ley de Newton (Gravitación)

El producto de las masas es inversamente proporcional a la distancia que las separa.

Fuerza

Es una cantidad vectorial que, al aplicarla sobre un cuerpo, logra cambiar su forma y/o su estado de movimiento.

Masa

Representa la cantidad de materia que forma un cuerpo (cantidad escalar e invariante).

Densidad

Es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.

Inercia

Es la propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en su estado de movimiento, mientras no se aplique sobre ellos alguna fuerza. (El cuerpo que posee más masa posee más inercia).

Tipos de Fuerzas

Fuerza Elástica

La fuerza elástica es la ejercida por objetos tales como resortes, que tienen una posición normal, fuera de la cual almacenan energía potencial y ejercen fuerzas.

Fricción

Es aquella que se opone al movimiento entre ambas superficies (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción estática).

Fuerza Normal

Se define como la fuerza, de igual magnitud y dirección, pero diferente sentido, que ejerce una superficie sobre un cuerpo apoyado sobre la misma.

El Peso

Es la fuerza con que un cuerpo es atraído por la Tierra. Como el peso es una fuerza, es también una magnitud vectorial.

Fuerza de Tensión

Es la fuerza ejercida por una cuerda, considerada de masa despreciable e inextensible, sobre un cuerpo que está ligado a ella.

Fuerza de Roce

Aparece como consecuencia de la interacción de contacto entre cuerpos.

Interacciones Fundamentales

Interacción Gravitatoria

Es la interacción consecuencia del campo gravitatorio, esto es, de la deformación del espacio por la existencia de materia.

Interacción Electromagnética

Es la interacción que ocurre entre las partículas con carga eléctrica.

Interacción Nuclear Débil y Fuerte

Son las interacciones que ocurren a nivel subatómico, responsables de la estabilidad nuclear y de ciertos procesos de desintegración.

Trabajo y Energía

Trabajo Mecánico

Es una magnitud escalar que mide la transferencia de energía de un sistema a otro. Para que una fuerza realice trabajo, debe tener una componente paralela al desplazamiento.

Energía

Es la capacidad para realizar un trabajo.

Energía Cinética

Es la energía que surge en el fenómeno del movimiento.

Energía Potencial (Gravitacional, Elástica)

Es la energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración.

Fuerza Conservativa

En física, un campo de fuerzas es conservativo si el trabajo realizado para desplazar una partícula entre dos puntos es independiente de la trayectoria seguida entre tales puntos.

Teorema de Trabajo y Energía

Es el trabajo neto realizado por un grupo de fuerzas.

Principio de Conservación de la Energía Mecánica

En el caso de la energía mecánica, se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante.