Fundamentos de Mecánica: torque, leyes de Newton y tipos de energía

Torque

Torque —es la fuerza aplicada en una palanca que produce rotación sobre un eje. Ejemplo: al aplicar fuerza en el extremo de una llave se genera un torque que hace girar las tuercas.

Leyes de Newton

1. Ley de la inercia

Definición: Capacidad que tiene la materia de mantener su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme mientras no actúe una fuerza neta sobre ella. Ejemplo: cuando corremos a alta velocidad nos cuesta detenernos gracias a la inercia.

2. Ley de la fuerza

Definición: La aceleración que experimenta un cuerpo es proporcional a la fuerza neta aplicada e inversamente proporcional a su masa. Se expresa como F = m · a. Ejemplo: si ejercemos fuerza sobre un carrito de supermercado, éste acelera en la dirección de la fuerza aplicada.

3. Acción y reacción

Definición: Para cada fuerza que un objeto A ejerce sobre otro objeto B, el objeto B ejerce sobre A una fuerza de igual magnitud y dirección pero en sentido opuesto. Ejemplo: si una persona empuja a otra de peso similar, ambas experimentan fuerzas opuestas y pueden moverse en sentidos contrarios.

Energía

Definición general

Definición de energía: Capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de movimiento, luz, calor, etc.

Energía potencial

Definición: Energía que es capaz de generar trabajo como consecuencia de la posición de un cuerpo respecto a un punto de referencia.

Energía elástica

Definición: Energía almacenada en un objeto debido a su deformación. Se libera cuando el objeto recupera su forma original.

Energía cinética

Definición: Energía asociada a los cuerpos que se encuentran en movimiento; depende de la masa y la velocidad del cuerpo.

Energía gravitatoria

Definición: Energía potencial que depende de la altura de un objeto en el campo gravitatorio. Depende de la altura relativa del objeto respecto a un punto de referencia, de su masa y de la aceleración de la gravedad.

Energía mecánica

Definición: La energía mecánica es la energía que presentan los cuerpos por su movimiento (energía cinética), por su situación respecto a otro cuerpo (generalmente la Tierra, energía potencial) o por su estado de deformación (en cuerpos elásticos, energía elástica). La energía mecánica total es la suma de las energías potencial, cinética y elástica de un cuerpo en movimiento.

Fórmulas

• Energía cinética

  E_c = 1/2 · m · v²   (la forma habitual se escribe E_c = ½ m v²)

• Energía potencial gravitatoria

  E_p = m · g · h   donde g ≈ 9,8 m/s² (o aproximado 10 m/s²) y h = altura. Nota: E_p se mide en julios (J).

• Energía elástica (energía potencial elástica)

  E_pe = ½ · k · x²   donde x = deformación (longitud del muelle comprimido o estirado, en metros) y k = constante elástica (se mide en N/m). El resultado se expresa en julios (J).

• Energía mecánica total

  E = E_c + E_p

Unidades y recordatorios:

• La energía y el trabajo se miden en julios (J).
• La constante gravitatoria en la superficie terrestre suele tomarse como g = 9,8 m/s² (a veces aproximada a 10 m/s² para cálculos sencillos).
• La constante elástica k se expresa en N/m.

Contenido corregido y organizado. Se han respetado los conceptos originales, mejorando ortografía, gramática, mayúsculas y claridad.