Fundamentos de Física: Fuerza, Energía y Electromagnetismo

Fuerza: Magnitud física que mide la intensidad de la interacción entre dos cuerpos.

Leyes de Newton

• Primera Ley de Newton (Ley de la Inercia): Si la fuerza que actúa sobre un cuerpo es nula, hablamos de reposo. Si el cuerpo está en reposo, continuará en reposo. Si el cuerpo está en movimiento, continuará en ese movimiento con velocidad constante (MRU).
• Principio Fundamental de la Dinámica (Segunda Ley de Newton): La fuerza resultante aplicada sobre un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración producida.
• Tercera Ley de Newton (Ley de Acción y Reacción): Si un cuerpo ejerce una fuerza (acción) sobre otro cuerpo, este ejerce a su vez otra fuerza (reacción), igual en módulo y dirección, pero de sentido contrario, sobre el primero. Las fuerzas se ejercen por parejas, son simultáneas y las fuerzas de acción-reacción no se anulan nunca.

Interacciones Fundamentales

• Gravitatoria: 1
• Electromagnética: 10³⁶
• Nuclear Débil: 10²⁵
• Nuclear Fuerte: 10³⁸

Impulso Mecánico y Movimiento Lineal

• Impulso Mecánico: Es la variación del movimiento lineal.
• Principio de Conservación del Movimiento Lineal: Si el impulso mecánico es nulo, el movimiento lineal se mantiene constante.

Energía y Termodinámica

Energía: Capacidad para producir cambios, trabajo mecánico, calor.

• Trabajo Mecánico: Transferencia de energía que produce una fuerza en su desplazamiento.
• Potencia: Trabajo realizado en unidad de tiempo.
• Teorema de las Fuerzas Vivas (Teorema Trabajo-Energía Cinética): El trabajo realizado por la fuerza resultante es igual a la variación de la energía cinética.
• Teorema de la Energía Potencial: El trabajo realizado por la fuerza gravitatoria (peso) es igual a la variación de la energía potencial cambiando el signo.
• Energía Mecánica: Suma de la energía cinética más la energía potencial.
• Teorema de Conservación de la Energía Mecánica: En un sistema aislado, la energía mecánica se mantiene constante.

Fuerzas Conservativas y No Conservativas

• Fuerzas Conservativas: Son las fuerzas que actúan sobre un cuerpo de forma que se conserva la energía. El peso, la fuerza elástica y la electromagnética son conservativas.
• Ley de Conservación de la Energía: En los sistemas aislados (solo actúan fuerzas conservativas) se conserva la energía mecánica. En los sistemas no aislados, no se conserva. La energía ni se crea ni se destruye, se transforma.

Termodinámica

• Termodinámica: Estudio de las transferencias energéticas en forma de calor.
• Primer Principio de la Termodinámica: La variación de la energía interna de un sistema es la energía intercambiada en forma de trabajo o calor.
• Segundo Principio de la Termodinámica: En los procesos espontáneos aumenta la entropía (desorden).

Electromagnetismo

• Ley de Coulomb: La fuerza con la que se atraen dos cargas q1 y q2 es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
• Principio de Superposición: La fuerza resultante sobre una carga en presencia de otras cargas es la suma vectorial de las fuerzas que le ejercen cada una de las cargas.
• Campo Eléctrico: Propiedad con que las cargas eléctricas dotan al espacio, según la cual, al colocar una carga q, aparece sobre ella una fuerza F.
• Intensidad de Campo Eléctrico (E): Fuerza que ejerce el campo eléctrico sobre la unidad de carga positiva.
• Corriente Eléctrica: Movimiento de cargas eléctricas a través de un medio conductor.
• Intensidad de Corriente: Cantidad de carga que atraviesa la superficie de un conductor en la unidad de tiempo.
• Ley de Ohm: La intensidad de corriente que atraviesa un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial en los extremos e inversamente proporcional a la resistencia del mismo.