Introducción a la Mecánica Clásica: Conceptos Fundamentales

Introducción a la Mecánica

Fuerza

Fuerza: es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo o de producir una deformación en él. En el SI se mide en newton.

Clasificación según la fuerza:

• Rígidos (no modifican su forma cuando actúa sobre ellos una fuerza).
• Elásticos (recuperan su forma original cuando deja de actuar la fuerza que los deforma).
• Plásticos (tras cesar la fuerza que los deforma, no recuperan su forma primitiva y quedan deformados).

Elasticidad

Elasticidad: es la propiedad de los cuerpos para deformarse cuando están sometidos a una fuerza y recuperar su forma primitiva cuando esta cesa.

Ley de Hooke

Es la ley de los muelles. F = K·X. Las fuerzas se miden con un dinamómetro. Nos permite calcular a partir de los alargamientos de los muelles.

Movimiento

Desplazamiento

Desplazamiento: es la diferencia de posición que ocupa un cuerpo entre los dos instantes de tiempo que consideremos. Se mide en metros.

Velocidad media

Velocidad media: magnitud que mide la mayor o menor rapidez con la que se realiza un movimiento.

Velocidad instantánea

V. instantánea: velocidad de un cuerpo en cada instante o en un punto determinado de su trayectoria.

Aceleración

Aceleración: es la variación de la velocidad en la unidad de tiempo. En el SI, la unidad de aceleración es m/s².

Dinamómetro

Dinamómetro: está formado por un muelle que se alarga al ser sometido a una fuerza. El muelle lleva adosada una escala, previamente calibrada en newton, que permite medir directamente la fuerza.

Tipos de movimiento

• MRU (movimiento rectilíneo uniforme, velocidad constante).
• MRUA (movimiento rectilíneo uniforme acelerado, aceleración constante).
• MCU (movimiento circular uniforme).

Magnitudes Físicas

Magnitud física: es todo aquello que se puede medir. Hay dos tipos:

• Escalares (son aquellas que solo necesito dar un número para que quede fijada).
• Vectoriales (son aquellas que vienen definidas por un módulo, una dirección y un sentido).

Leyes de Newton

Ley de inercia

Todo cuerpo permanece en reposo o con movimiento rectilíneo uniforme si sobre él no actúa una fuerza, o la resultante de las fuerzas que actúan sobre él es 0.

Principio fundamental de la dinámica

Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza, esta provoca una aceleración de la misma dirección y sentido de la fuerza.

Acción-reacción

Cuando un cuerpo ejerce sobre otro una fuerza llamada acción, el segundo responde con una fuerza igual y de sentido contrario, llamada reacción.

Consecuencias de la 3ª ley:

• Fuerza normal (es la reacción del peso de un cuerpo cuando este está apoyado en una superficie).
• Fuerza de rozamiento (siempre se opone al movimiento).

Fórmulas

F = K·ΔL
ΣF = m·a
a = (V_f - V₀) / t
V = (E_f - E_i) / t
F_R = μ·N
P = m·g
g = 9,8 m/s²
F = G·m·M / r²
Peso = masa × aceleración de la gravedad
G = 6,67 × 10^-11