Principios Fundamentales de la Mecánica: Fuerzas, Movimiento y Leyes de Newton
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Conceptos Fundamentales de la Fuerza
¿Qué es la Fuerza?
La fuerza es una magnitud física que mide la interacción entre dos cuerpos.
Las interacciones pueden ser por contacto o a distancia. Estas interacciones pueden ocasionar una deformación del cuerpo o una variación en su estado de reposo o de movimiento.
La fuerza es toda causa capaz de producir deformaciones en un cuerpo y modificar su estado de reposo o de movimiento; es decir, producir en él una aceleración.
Componentes de la Fuerza
- Módulo: Número positivo que indica la intensidad de la fuerza.
- Dirección: Coincide con la recta sobre la cual actúa.
- Sentido: Indica su orientación sobre la recta en la que actúa.
- Punto de aplicación: Indica el punto en el cual se aplica la fuerza.
Tipos de Interacciones Fundamentales
Las principales interacciones son:
- Gravitatoria
- Electromagnética
- Nuclear fuerte
- Nuclear débil
Principios y Conceptos Clave en Mecánica
Ley de Hooke
La Ley de Hooke establece que: F = k * Δl
Fuerza Resultante
La fuerza resultante es aquella que puede reemplazar a un conjunto de fuerzas que actúan sobre un cuerpo, produciendo el mismo efecto.
Fuerzas No Concurrentes
Las fuerzas no concurrentes son aquellas cuyas direcciones no se cortan; por tanto, son paralelas.
Máquinas Simples
¿Qué es una Máquina Simple?
Una máquina simple es un dispositivo que permite modificar las fuerzas que se ejercen sobre un cuerpo.
El Plano Inclinado
Un plano inclinado es una superficie plana y rígida que forma cierto ángulo con la horizontal.
La Palanca
La palanca consiste en una barra rígida que puede girar alrededor de un punto de apoyo llamado fulcro.
Ley de la Palanca
Según la Ley de la Palanca: F * d(f) = R * d(r)
Dinámica y las Leyes de Newton
¿Qué es la Dinámica?
La Dinámica es la parte de la física que estudia las leyes que rigen el movimiento de los cuerpos en relación con las causas que lo originan.
Primera Ley de Newton (Principio de Inercia)
La Primera Ley de Newton, conocida como Principio de Inercia, establece que si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza o la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es nula (es decir, R = 0), el cuerpo no modificará su estado de reposo o de movimiento.
Por tanto: si el cuerpo estaba en reposo, seguirá en reposo; si el cuerpo estaba en movimiento, se mantendrá así con la velocidad constante, o lo que es lo mismo, describiendo un Movimiento Rectilíneo Uniforme (M.R.U.).
Concepto de Inercia
La inercia es la tendencia que tiene cualquier cuerpo a mantener su estado de reposo o de movimiento.
Segunda Ley de Newton (Ley Fundamental de la Dinámica)
Una fuerza neta ejercida sobre un cuerpo modifica su estado de reposo o de movimiento; es decir, produce en él una aceleración.
La Segunda 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. La fuerza y la aceleración tienen la misma dirección y el mismo sentido.
Si la fuerza es constante, la aceleración también lo será y, entonces, podremos aplicar las ecuaciones del Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (M.R.U.A.).
Tercera Ley de Newton (Principio de Acción y Reacción)
La Tercera Ley de Newton establece que no existen fuerzas aisladas.