Fundamentos de la Física: Movimiento, Fuerza y sus Aplicaciones

Movimiento

MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme):

• v_m: (v_i + v_f) / 2
• a = (v_f - v_i) / t
• d: v_i * t + a * t² / 2 (en reposo v_i = 0)

Fuerza

Fuerza neta: Es la sumatoria de todas las fuerzas que actúan en conjunto como si estuvieran actuando una sola.

Leyes de Newton

1. 1era Ley de Newton (Ley de Inercia): Un cuerpo permanece en estado de reposo o MRU a menos que una fuerza externa actúe sobre él. F_neta = 0, velocidad constante.
2. 2da Ley de Newton (Ley de Movimiento): La aceleración que adquiere un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta aplicada e inversamente proporcional a la masa del cuerpo. a = F_n / m -> F_n = a * m

Fuerza gravitatoria: P = m * g

Fuerza de roce: Fuerzas producidas entre cuerpos en contacto que, por su naturaleza, se oponen al movimiento relativo entre ellos.

• Fuerza de roce cinética: Actúa cuando el cuerpo está en movimiento con respecto a la superficie sobre la que se está moviendo. F_rc = μ_c (coeficiente de roce cinético) * N (fuerza normal)
• Fuerza de roce estática: Actúa cuando un cuerpo está en reposo respecto a la superficie en la que se encuentra. F_re = μ_e (coeficiente de roce estático) * N

Fuerza elástica: Fuerza ejercida por objetos, como resortes, que tienen una posición normal, fuera de la cual almacenan energía potencial y ejercen fuerza. F_e = -k (constante de elasticidad N/m) * Δx (desplazamiento)

Ley de Hooke: El valor de k depende de las características del resorte y corresponde a la medida de la resistencia que posee el resorte a elongarse. A mayor valor de k, mayor resistencia a la deformación.

Unidad de fuerza: Newton (N)

Dinamómetro: Instrumento para medir la fuerza.

Carácter vectorial de la fuerza: Magnitud, dirección, sentido.

Inercia: Estado constante de reposo o MRU de un cuerpo.

Ejemplos de Fuerza

• Positivos: Mantenernos en pie gracias a la gravedad, frenar un auto, el desplazamiento, deformar objetos, mantener firme un objeto.
• Negativos: La fuerza del viento que impide caminar, la fuerza de un tsunami, un choque.

Masa vs. Peso

• Masa: Cantidad de materia en un cuerpo. Se mide en kg con una balanza. Es una magnitud tensorial extensiva.
• Peso: Medida con la que un cuerpo es atraído a la Tierra por la gravedad. Se mide en N con un dinamómetro. Es una magnitud vectorial extensiva.

Equivalencias:

• 1 N = 1 kg * m/s²
• 1 N = 10⁵ dinas
• 1 kp (kilopondio) = 9.8 N
• 1 kp = 9.8 * 10⁵ dinas

El vector se encuentra siempre en la dirección de la fuerza mayor.