Principios Esenciales de Fuerza, Energía, Movimiento y Termodinámica
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Fuerza Elástica
Se presenta en cuerpos que tienen la propiedad de estirarse. Es directamente proporcional al desplazamiento o cambio de longitud del resorte.
Trabajo y Potencia
Trabajo
No toda fuerza genera trabajo. Si la fuerza y el desplazamiento son perpendiculares, no se genera trabajo.
Potencia
Es la cantidad de trabajo que se realiza en un intervalo de tiempo. Representa la razón de cambio con que actúa una fuerza para realizar un trabajo. Se mide en vatios (W), donde 1 W = 1 J/s.
Conceptos Fundamentales de Energía
Energía Potencial (Ep)
Es la energía que posee un cuerpo en virtud de su posición con referencia a un nivel determinado.
Energía Cinética (Ek)
Es la energía que posee un cuerpo en virtud de su movimiento.
Relación entre Trabajo y Energía Potencial
La energía potencial (Ep) se transforma en trabajo (W) cuando esta es aprovechada para generar un desplazamiento.
Energía Potencial Elástica
Es la energía acumulada en un resorte por efecto de una fuerza que actúa sobre el mismo.
Cantidad de Movimiento, Impulso y Choques
Cantidad de Movimiento
Es una cantidad vectorial cuya dirección coincide con la de la velocidad.
Impulso
Es el efecto que causa una fuerza durante un intervalo de tiempo.
Choques
Fenómeno en el cual la cantidad de movimiento total del sistema antes del impacto es igual a la cantidad de movimiento total después del impacto.
Choque Inelástico
Es un tipo de choque en el cual la cantidad de movimiento se conserva, pero la energía cinética (Ek) no se conserva. Alguno de los objetos involucrados se deforma.
Choque Elástico
Es un tipo de choque en el que tanto la cantidad de movimiento como la energía cinética (Ek) se conservan.
Termodinámica: Calor y Temperatura
Calor
Es una forma de energía que puede medirse en términos del efecto que produce. Se mide en Joules (J), calorías (cal), kilocalorías (kcal) y Unidades Térmicas Británicas (BTU).
Temperatura
Es una medida de la energía cinética promedio de las moléculas de una sustancia. Se mide en grados Celsius (°C), grados Fahrenheit (°F), Kelvin (K) y Rankine (R).
Cero Absoluto
Es la temperatura teórica más baja posible (0 K o -273.15 °C), en la cual no existe movimiento de las partículas.
Caloría (cal)
Es la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de 1 gramo de agua en 1 grado Celsius (°C).
Calor Específico
Es la cantidad de calor necesario para elevar en 1 grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia.
Procesos Termodinámicos
Proceso Endotérmico
Proceso que absorbe calor del entorno. Incluye:
- Evaporación
- Fusión
- Sublimación progresiva (sólido a gas)
Proceso Exotérmico
Proceso que libera calor al entorno. Incluye:
- Condensación
- Solidificación
- Sublimación regresiva o deposición (gas a sólido)
Campo Gravitacional
Es la fuerza ejercida por unidad de masa en un lugar determinado. Se relaciona directamente con la aceleración debida a la gravedad.