Fundamentos de fuerzas, presión y reacciones químicas: ecuaciones y conceptos clave

Fuerzas y efectos sobre los cuerpos

Las fuerzas aplicadas causan cambios en el movimiento y deformaciones. Pueden producirse por contacto o a distancia.

Ley de Hooke

Ley de Hooke: F = k · x, donde k es la constante elástica y x la deformación.

Tipos habituales de fuerzas

• Fuerza motriz (Fm): hace que un objeto se mueva.
• Fuerza de rozamiento (Froz): aparece cuando dos objetos se mueven uno respecto al otro; siempre se opone al movimiento relativo.
• Tensión (T): fuerza transmitida por cuerdas, cables o hilos.
• Fuerza normal (N): fuerza de reacción entre superficies que evita que los objetos se penetren o se caigan a través de la superficie de apoyo.
• Peso (P): fuerza debida a la gravedad; P = m · g, con g ≈ 9,8 m/s².

Expresión y representación de las fuerzas

Una fuerza se describe por su valor, su dirección (por ejemplo vertical u horizontal), su sentido (derecha, izquierda, arriba, abajo) y su punto de aplicación (dónde se aplica). En diagramas se representan con flechas (vectores).

Reglas de composición: fuerzas con la misma dirección y mismo sentido se suman; fuerzas con la misma dirección y sentidos contrarios se restan.

Ley de la gravitación universal

F = G · (m₁ · m₂) / d², donde G = 6,67 × 10^-11 N·m²/kg² es la constante de gravitación universal.

Presión y prensa hidráulica

Presión (unidad: pascal, Pa) es la fuerza aplicada por unidad de superficie: p = F / S (N/m²).

Prensa hidráulica: principio de Pascal: la fuerza transmitida por un fluido incomprensible se amplifica según las áreas de los pistones. Si F_a actúa sobre un área S_a y produce una fuerza F_b en un área S_b, entonces F_b = F_a · S_b / S_a.

Cambios físicos y químicos

Cambio físico: una sustancia cambia su apariencia pero no su naturaleza; suelen ser reversibles.

Cambio químico: la sustancia experimenta una transformación en su naturaleza química; suelen ser irreversibles (salvo mediante otras reacciones).

Ecuación química: es la expresión simbólica de una reacción. Ejemplo: H₂O + CO → H₂ + CO₂ (reacción de desplazamiento / water–gas shift).

Conservación de la masa: la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos. Ejemplo balanceado: 2 H₂O → 2 H₂ + O₂.

Reacciones endotérmicas y exotérmicas

• Endotérmica: necesita aporte de calor para producirse.
• Exotérmica: libera calor durante la reacción.

Velocidad de reacción

La velocidad de una reacción depende de varios factores:

• Superficie de contacto: a mayor superficie de contacto, mayor velocidad de reacción (en sólidos).
• Concentración: mayor concentración suele aumentar la velocidad.
• Temperatura: al aumentar la temperatura la velocidad de reacción aumenta; al disminuir la temperatura la velocidad disminuye.
• Presencia de catalizadores: pueden acelerar la reacción sin consumirse.

Tabla de símbolos y nombres de elementos (selección)

A continuación se corrigen y listan los símbolos con sus nombres en español. Se mantienen todos los elementos mencionados en el documento original, con su ortografía y asignación correcta:

• H: hidrógeno
• Li: litio
• Na: sodio
• K: potasio
• Rb: rubidio
• Cs: cesio
• Fr: francio
• Be: berilio
• Mg: magnesio
• Ca: calcio
• Sr: estroncio
• Ba: bario
• Ra: radio
• Sc: escandio
• Ti: titanio
• V: vanadio
• Cr: cromo
• Mn: manganeso
• Fe: hierro
• Co: cobalto
• Ni: níquel
• Pd: paladio
• Pt: platino
• Cu: cobre
• Ag: plata
• Au: oro
• Zn: cinc
• Cd: cadmio
• Hg: mercurio
• B: boro
• Al: aluminio
• Ga: galio
• In: indio
• Tl: talio
• C: carbono
• Si: silicio
• Ge: germanio
• Sn: estaño
• Pb: plomo
• N: nitrógeno
• P: fósforo
• As: arsénico
• Sb: antimonio
• Bi: bismuto
• O: oxígeno
• S: azufre
• Se: selenio
• Te: telurio
• Po: polonio
• F: flúor
• Cl: cloro
• Br: bromo
• I: yodo
• At: astato
• He: helio
• Ne: neón
• Ar: argón
• Kr: kriptón
• Xe: xenón
• Rn: radón

Prefijos y nombres especiales

Prefijos comunes: mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-.

Nombres especiales: algunos aniones o compuestos reciben nombres tradicionales como hidruro, carburo, nitruro, fosfuro, sulfuro, o se forman añadiendo el sufijo -uro (por ejemplo, cloruro, fluoruro).

Notas finales

Se han corregido ortografía, gramática y asiganciones de símbolos para mayor precisión. Si deseas, puedo preparar ejercicios resueltos o diagramas vectoriales para cada tipo de fuerza y ejemplos de reacciones químicas balanceadas.