Principios Fundamentales de la Mecánica Clásica: Fuerzas, Leyes de Newton y Gravitación

Concepto de Fuerza y Unidades

Fuerza es toda causa capaz de provocar una deformación o un cambio en el estado de movimiento de un cuerpo. En el Sistema Internacional (SI), la fuerza se mide en newtons (N).

Ley de Hooke

La ley de Hooke dice que cuando se aplica una fuerza a un muelle, le provoca una deformación directamente proporcional al valor de esa fuerza. Matemáticamente se expresa como: F = K ·

Principios de la Dinámica: Leyes de Newton

Primera Ley de Newton (Principio de Inercia)

Si un cuerpo que se mueve no sufre ninguna perturbación, continuará moviéndose con movimiento rectilíneo y uniforme.

• Cuando la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es cero, el cuerpo mantiene su estado de movimiento: si estaba en reposo, continúa en reposo; y si estaba en movimiento, seguirá moviéndose con movimiento rectilíneo uniforme (MRU).

Segunda Ley de Newton (Principio Fundamental de la Dinámica)

• Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza, le provoca una aceleración de la misma dirección que la fuerza, de forma que: Si sobre el cuerpo actúa más de una fuerza, el principio se expresa así:

Un newton (N) es la fuerza que, al actuar sobre un cuerpo de 1 kg, le comunica una aceleración de 1 m/s².

Tercera Ley de Newton (Principio de Acción y Reacción)

Cuando un cuerpo ejerce sobre otro una fuerza llamada acción, el segundo responde con una fuerza igual y de sentido contrario denominada reacción. Las fuerzas aparecen por parejas (interacción).

Fuerzas Específicas

Fuerza Normal

Se llama fuerza normal a la fuerza de reacción de un plano sobre un cuerpo que está apoyado en él. Es una fuerza perpendicular al plano y de sentido contrario al del apoyo.

Aceleración Centrípeta

La aceleración normal o centrípeta es la que mide la variación de la dirección de la velocidad con el tiempo. Para un cuerpo que tiene un movimiento circular uniforme: a_c = v²

Ley de Gravitación Universal

Ley de Gravitación Universal: Todos los cuerpos del universo se atraen mutuamente con una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. F_g = G * M y m representan la masa de cada uno de los cuerpos; d es la distancia que separa sus centros; G es la constante de gravitación universal y su valor en el SI es: 6.67 · 10^-11.

Peso

El peso es la fuerza de atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre los cuerpos que están en sus proximidades. F_G = G ·