Principios Fundamentales de la Física: Movimiento, Fuerzas y Fenómenos Naturales

Fórmulas Fundamentales de la Física

• Movimiento Rectilíneo Uniforme (M.R.U.): Xf = Xi + V·t
• Aceleración: A = (Vf - Vi) / t (unidad: m/s²)
• Velocidad: V = e / t (unidad: m/s)
• Fuerza: F = m·a (unidad: N)
• Peso: P = m·g

La masa se mide en kilogramos (kg).

Conceptos Clave de la Fuerza

Fuerza

Es un vector.

Elementos de una Fuerza

• Dirección: Es una línea sobre la que se mueve la fuerza.
• Módulo: Es la intensidad o magnitud de la fuerza.
• Sentido: Indica hacia qué lado de la dirección se mueve.
• Punto de Aplicación: Es el punto donde se aplica la fuerza.

Principios de Flotación y Equilibrio

Relación Peso-Empuje

• P + E: t (Este punto requiere clarificación adicional en el contexto original).
• P = E: El objeto se mantiene en equilibrio (flota sumergido o a un nivel constante).
• P - E: flota (Implica que el peso es menor que el empuje, lo que causa que el objeto ascienda o flote en la superficie).

Nota: En este contexto, 'p' se refiere al peso.

Movimiento y Trayectoria

Movimiento

Es el cambio de posición que experimenta un cuerpo al transcurrir el tiempo, respecto de un sistema de referencia que consideramos fijo.

Trayectoria

Es la línea que resulta de unir todos los puntos correspondientes a las sucesivas posiciones de un móvil.

Distancia Recorrida (E = Xf - Xi)

Es la longitud de la trayectoria descrita por el móvil desde su posición inicial (Xi) hasta la final (Xf).

Tipos de Movimientos

• Rectilíneos: Su trayectoria es una línea recta (ej. una piedra que cae libremente).
• Curvilíneos: Su trayectoria es una línea curva.
  • Circulares: Trayectoria de circunferencia.
  • Elípticos: Trayectoria de elipse (ej. planetas alrededor del Sol).
  • Parabólicos: Trayectoria de parábola (ej. tiro de baloncesto).

Conceptos de Rapidez, Tiempo e Inercia

La Rapidez

Expresa la distancia que el móvil recorre en cada unidad de tiempo.

El Tiempo (t)

Se refiere a lo que tarda el móvil en recorrer la trayectoria.

La Inercia

Es una propiedad de la materia por la que esta tiende a conservar su estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme.

Las Fuerzas y sus Tipos

Las Fuerzas

Son las causas capaces de modificar el estado de reposo o de movimiento de los cuerpos, o de producirles deformaciones.

Tipos de Fuerzas

Existen dos tipos principales de fuerzas que podemos percibir directamente con nuestros sentidos:

• De Origen Gravitatorio: Como el peso, o las fuerzas que retienen a todos los planetas girando alrededor del Sol.
• De Origen Electromagnético: Como las que atraen o repelen los imanes; también las que crean los rayos y las que unen los átomos y las moléculas de nuestro cuerpo.

Otras fuerzas fundamentales en la naturaleza, no perceptibles directamente por los sentidos, son las fuerzas nucleares.

Efectos de las Fuerzas

• Cambian la Rapidez: Un motor incrementa la rapidez (acelera); al frenar, la disminuye (decelera). Los movimientos de rapidez variable se denominan acelerados. Si un objeto se mueve con movimiento acelerado, es porque actúa una fuerza sobre él.
• Cambian la Trayectoria: Si un cuerpo se mueve con trayectoria curvilínea, es porque una fuerza está actuando sobre él. De no ser así, su trayectoria sería rectilínea.
• Alteran el Equilibrio: Las fuerzas pueden lograr que los cuerpos alcancen el equilibrio o que lo pierdan.

  Centro de Gravedad (C.d.G.)

  Es un punto que actúa como si toda la masa del objeto estuviese situada en él. Los tipos de equilibrio son: estable, inestable o indiferente.

• Producen Deformaciones: Es el cambio en el tamaño o forma de un cuerpo debido a esfuerzos internos producidos por una o más fuerzas aplicadas sobre él. Los cuerpos pueden ser:
  • Elásticos: Si recuperan su forma original al cesar la fuerza (ej. un muelle).
  • Plásticos: Si conservan la deformación cuando cesa la fuerza (ej. la plastilina).
  • Rígidos: Si las deformaciones son imperceptibles (ej. las rocas).
  • Frágiles: Si al presionarlos se rompen (ej. el vidrio).

Transmisión de Fuerzas

Las fuerzas pueden transmitirse de dos formas:

• Por contacto.
• A distancia.

Definiciones Adicionales

Peso

Es la fuerza con que los cuerpos y la Tierra se atraen.

Rozamiento

Es la fuerza que aparece entre las superficies en contacto de los cuerpos en movimiento y siempre se opone a este. Es una fuerza de origen electromagnético.

Masa

Es la medida de la inercia de un cuerpo.

Ley de Hooke

El alargamiento de un muelle es directamente proporcional a la fuerza aplicada.

Cambios Físicos

Son aquellos en los que no cambia la naturaleza de las sustancias que intervienen.

• Térmicos: La materia está formada por partículas que se mueven continuamente (agitación térmica). En los sólidos, líquidos y gaseosos, se observan cambios de estado y dilatación.
• Eléctricos: Cuando se frotan unos materiales con otros, se producen fenómenos eléctricos, como la electrización de un coche por el frotamiento con el viento o los rayos de tormentas.
• Ópticos y Sonoros: Son fenómenos en los que se transmite energía sin que haya transporte de materia.
• De Movimiento: Las interacciones como la electromagnética y la gravitatoria provocan cambios en el estado de reposo o de movimiento de los cuerpos, siendo el origen de nuevos cambios físicos, químicos y nucleares.