Fundamentos de la Mecánica Clásica: Movimiento, Fuerzas y Energía

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

Un movimiento es rectilíneo cuando el móvil describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula.

Características:

• Se realiza sobre una línea recta.
• Es de velocidad constante.
• Su aceleración es nula.

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV)

Es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante.

Características:

• La velocidad varía linealmente respecto al tiempo.
• La posición varía según una relación cuadrática respecto al tiempo.
• La aceleración y la fuerza son constantes.

Movimiento Vertical: Caída Libre

Velocidad Inicial: es cero, por lo cual las fórmulas se modifican.

Tiempo de Vuelo: es el tiempo que tarda el objeto en llegar al suelo.

Dinámica y Leyes de Newton

Dinámica: es la parte de la física que estudia el movimiento tomando en cuenta las causas que lo producen.

Fuerza: es la interacción invisible entre los cuerpos, definida como todo aquello capaz de realizar un trabajo.

Fuerza Neta: es la suma de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo físico.

Fuerzas Especiales

Fuerza Normal: es la fuerza de reacción de las superficies sobre los objetos apoyados en ellas.

Peso: es la fuerza con la que la Tierra atrae a los cuerpos físicos.

Fricción: es la fuerza que aparece entre dos superficies en contacto y que se opone al sentido del movimiento de dichas superficies.

Tensión: es la fuerza que aparece en hilos, cables y vigas, que se oponen al estiramiento de estas.

Fuerza Elástica: esta fuerza es siempre proporcional a las deformaciones que producen, mientras no se alcance el límite de elasticidad del material.

Hilo Ideal: es aquel que se supone indeformable sin importar la intensidad de las fuerzas a las que está sometido.

Movimiento Circular Uniforme (MCU)

Rapidez Angular: es la rapidez con la que cambia el ángulo barrido por el radio en cada unidad de tiempo.

Período: es el tiempo que tarda un móvil con MCU en dar un ciclo o revolución completa.

Frecuencia: es el número de vueltas o ciclos que completa un móvil con MCU en cada unidad de tiempo.

Aceleración: es un vector radial que apunta hacia el centro de rotación y se llama aceleración centrípeta.

Movimiento Armónico Simple (MAS)

Péndulo Simple: es el péndulo que se mueve en un plano y con un hilo suficientemente largo.

Resorte Ideal: es un resorte indeformable que cumple la ley de Hooke.

Magnitudes Asociadas:

Elongación: es la posición del cuerpo físico en cualquier momento medida desde la posición de equilibrio.

Amplitud: es la distancia entre la posición de equilibrio y los extremos del movimiento.

Frecuencia Angular: es la variación del ángulo de fase en cada unidad de tiempo.

Trabajo y Energía

Energía Mecánica: es la suma de las energías potencial, cinética y elástica de un cuerpo en movimiento.

Trabajo Mecánico: es una fuerza realizada cuando desplaza su punto de aplicación en una misma dirección.

Energía Cinética: es la que representa el mecanismo físico de la equivalencia entre la energía electromagnética y la masa.

Energía Potencial Gravitatoria: es el trabajo que realiza el campo gravitatorio para trasladar la masa desde dicho punto hasta el infinito.

Energía

Es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo.

Características:

• Es transferible.
• Se manifiesta de diversas formas.
• Se degrada y se conserva.

Tipos de Energía:

Potencial: es la energía que tiene un sistema en virtud de su posición o condición.

Térmica: es la energía originada por el movimiento molecular de un cuerpo.

Radiante: es la que poseen las ondas electromagnéticas como la luz visible, las ondas de radio, etc.

Química: es la que se produce en las reacciones químicas.

Mecánica: es realizada por una fuerza constante, que produce un desplazamiento de un objeto.

Primera Ley de Newton o Ley de la Inercia

Todo cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme, a menos que actúen sobre él fuerzas que lo obliguen a cambiar dicho estado.

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: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.