Fundamentos de Física: Masa, Peso, Materia y Cinemática Básica

Conceptos Fundamentales de Física: Peso y Masa

Cálculo del Peso (Fuerza Gravitatoria)

La fórmula fundamental para calcular el peso (P) es:

P = m · g

Ejemplo Práctico: Variación del Peso

Considerando una masa (m) de 50 kg:

• De la Luna a la Tierra:
  • Masa (m): 50 kg
  • Gravedad Terrestre (g): 9,8 m/s²
  • Cálculo (usando g ≈ 10 m/s² para el ejemplo original): P = 50 kg · 10 m/s² = 500 N.
• De la Tierra a la Luna:
  • Gravedad Lunar (g_Luna): 1,7 m/s²
  • Masa (m): 50 kg (La masa es constante)
  • Cálculo: P = 50 kg · 1,7 m/s² = 85 N.

Problema de Cálculo de Masa

Calcula la masa de un hombre que pesa 700 N en la Tierra.

P = m · g

700 N (kg·m/s²) = m · 9,8 m/s² (Gravedad terrestre: 9,8 m/s²)

m = 700 N / 9,8 m/s² ≈ 71,43 kg

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Definición de Materia y Sistemas Materiales

La Materia es todo aquello que posee masa y ocupa un lugar en el espacio, es decir, tiene volumen.

Clasificación de Sistemas Materiales

A continuación, se presenta un esquema de los sistemas materiales:

1. Sistemas Heterogéneos (Mezclas):

   Aquellos en los que a simple vista se diferencian sus partes o fases. Ejemplo: Un plato de lentejas.

2. Sistemas Homogéneos:
   • Disolución: Sistema homogéneo con más de un componente. Ejemplo: Agua salada de mar.
   • Sustancias Puras: Sustancias homogéneas que constan de un solo componente. Se subdividen en sustancias puras elementales y sustancias puras compuestas.

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Diferencia Crucial entre Masa y Peso

La distinción entre masa y peso es fundamental en física:

• La masa de un cuerpo es constante, ya que depende únicamente de la cantidad de materia que posee. Se mide en kilogramos (kg).
• El peso es una fuerza. Depende de la masa y de la gravedad (g) y, por lo tanto, puede variar según la ubicación. Se mide en Newtons (N).

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Kinematics Concepts (English Terminology)

Defining Motion

Movement (Motion)

Is the change of position of an object in relation to a fixed point in space, which is called a reference point. For example: Dogs chase cats.

Key Kinematic Variables

Trajectory

Is the line made by an object in movement.

• If the line made is straight, the trajectory is called rectilinear.
• If the line made is curved, the trajectory is called curvilinear.
• If the line made is a circle, the trajectory is called circular.

Distance Is the total length of the trajectory. Displacement Is the difference between the final position and the initial position.

Note: Distance and displacement make no difference when the trajectory is rectilinear.

Speed, Velocity, and Acceleration

Difference between Speed and Velocity

Speed is the rate of movement (a scalar quantity), while velocity is the rate of movement in a certain direction (a vector quantity).

Negative Velocity

The negative values mean the object is moving backward or in the opposite direction to the one defined as positive (forward).

Acceleration

Is the rate at which the velocity or speed of an object varies (changes).

Types of Movement

• Rectilinear: For example, when a ball falls off a window.
• Curvilinear: For example, in a switchback (winding road).
• Circular: For example, in a carousel.

Safety Concept

Stopping Distance

Is the distance a vehicle travels from the point the driver notices a hazard until he or she actually becomes stationary (stops completely).