Principios Fundamentales de la Física: Leyes de Hooke, Equilibrio de Sólidos, Dinámica y Gravitación

Ley de Hooke

La deformación que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza que se ejerce sobre él. F = k·Δl, donde k es la constante elástica.

Condiciones de Equilibrio de un Sólido

Un sólido está en equilibrio estático cuando no se desplaza ni gira.

1. 1ª Condición: La resultante de las fuerzas que actúan sobre el sólido debe ser nula (R = 0). Esta condición es necesaria para que el sólido no se desplace.
2. 2ª Condición: El momento resultante de las fuerzas que actúan sobre el sólido debe ser nulo (M = 0). Esta condición es necesaria para que el sólido no gire y debe cumplirse para cualquier punto respecto al que se calculen los momentos.

Palanca

F·d_f = R·d_r

Leyes de la Dinámica

1ª Ley de Newton

Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza o la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es nula (R = 0), el cuerpo no modificará su estado de reposo o de movimiento. Si el cuerpo estaba en reposo (v = 0), seguirá en reposo. Si el cuerpo estaba en movimiento, mantendrá la velocidad constante (v = cte) describiendo un MRU.

2ª Ley de Newton

Establece que la resultante de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es igual al producto de su masa por la aceleración. F = m·a

3ª Ley de Newton

Si sobre un cuerpo A ejerce una fuerza F_ab sobre otro cuerpo B, entonces B ejerce otra fuerza, F_ba, sobre A, de igual módulo y dirección pero sentido contrario. F_ab = -F_ba; F_ab = F_ba

Otras Fórmulas

- Peso: P = m·g - Fuerza centrípeta: F_c = m·v²/r - Fuerza centrífuga: F_c = m·ω²·r - Frecuencia: f = 1/T - Periodo: t = 1/F - Velocidad angular: ω = 2π·f - Velocidad tangencial: v = ω·r - Fuerza de rozamiento: F_r = μ_n·N = μ_n·m·g - Fuerza de rozamiento (horizontal): F_r = μ_n·m·g

Leyes de Kepler

- Los planetas giran entorno al sol describiendo órbitas elípticas. El sol no está en el centro de la elipse sino que ocupa uno de sus focos. - Los planetas en su trayectoria, el vector de posición alrededor del sol barre áreas iguales en tiempos iguales. - El cuadrado del periodo de revolución de un planeta alrededor del sol (T) es directamente proporcional al cubo de distancia medida a él (R); es decir, T² = cte·R³. El valor de la constante es igual para todos los planetas. ((T₁/T₂)² = (R₁/R₂)³)

Ley de la Gravitación Universal

Entre todos los cuerpos existe una fuerza de atracción, F, llamada fuerza gravitatoria, debida a la masa de la que están formados. La fuerza de atracción gravitatoria es directamente proporcional al producto de las masas de los cuerpos e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos. F = G·(m₁·m₂)/r²