Este es un blog creado para exponer temas que se abordan en el libro de física l, contiene información corta pero muy importante para entender fácil junto con los vídeos donde se llevan acabo ejercicios.
La potencia es la
cantidad de trabajo que se realiza por unidad de tiempo. Puede asociarse a la
velocidad de un cambio de energía dentro de un sistema, o al tiempo que demora
la concreción de un trabajo. Por lo tanto, es posible afirmar que la potencia
resulta igual a la energía total dividida por el tiempo.
Se puede indicar que la
potencia es la fuerza, el poder o la capacidad para conseguir algo. Por
ejemplo: “Batistuta era un delantero con mucha potencia que siempre marcaba
goles”, “El nuevo disco de la banda sueca muestra la potencia de su nuevo
baterista”, “Creo que si golpeaba el balón con más potencia, hubiera conseguido
otro punto”.
En física, se entiende porTrabajoal cambio en el estado de movimiento de un cuerpo
producido por una fuerza de una magnitud dada. O lo que es lo mismo, será
equivalente a la energía necesaria para desplazarlo de una manera acelerada.
Se trata de una magnitud
escalar representada por el símbolo W (de Work, en inglés),
expresada en unidades de energía, es decir, en Julios (J) según el Sistema
Internacional. Esto se debe a que es básicamente un tránsito de energía, y por
la misma razón no se puede calcular como incremento de Trabajo, ni
puede simbolizárselo mediante ΔW.
Para que el trabajo se
produzca debe haber una fuerza aplicada, debe haber un desplazamiento producto
de su accionar, y la fuerza debe tener un componente a lo largo de dicho
desplazamiento.
El cálculo del
trabajo responderá a diversas formulaciones por parte de la mecánica
clásica, la relativista o la cuántica.
La Energía, es la capacidad de movimiento o de
transformación de un objeto, mediante alguna fuerza o proceso, siendo esta una
propiedad de la materia. En la Energía Mecánica este proceso es físico y el
nombre que se le da es Trabajo y funcionamiento es mediante un mecanismo o una
máquina.
La energía mecánica es aquella en la que se toma en cuenta
el movimiento de los cuerpos y la posición que representan ante otro. Aunque en
otros términos también es conocida la energía mecánica como aquel resultado
obtenido en la sumatoria de la energía potencial, cinética y elástica, que
puede presentar un cuerpo en movimiento, esto es visto más que todo en la
formación académica de las personas que estudian física.
En física, la energía cinética de un cuerpo es aquella energía que posee debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su velocidad. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética.
La Energía Potencial es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo de acuerdo a la configuración que ostente en el sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí, es decir, la energía potencial es la energía que es capaz de generar un trabajo como consecuencia de la posición de un cuerpo.
La Energía potencial es la energía que tiene un cuerpo
situado a una determinada altura sobre el suelo. Ej.: El agua embalsada, que se
manifiesta al caer y mover la hélice de una turbina.
La energía potencial,
Ep, se mide en julios (J), la masa, m se mide en kilogramos (kg), la
aceleración de la gravedad, g, en metros/segundo-cuadrado (m/s2) y la altura,
h, en metros (m).
Todos los objetos son atraídos hacia la
Tierra. La fuerza ejercida por la Tierra sobre los
objetos se denominafuerza de gravedad. La gravedad es una de
lasfuerzas fundamentales de la naturaleza. ...
La masa de los objetos y la distancia entre ellos afectan la magnitud de lafuerza gravitacional.
La
ley se tradujo en la siguiente ecuación:
Donde
F es el módulo de la fuerza de gravedad con que se atraen los cuerpos de masa
m1 y m2, que se encuentra a su vez separados entre ellos con una distancia d y
G es una constante física fundamental llamada constante gravitacional. El valor
numérico de G depende del sistema de unidades empleado. Cuando los cuerpos
tienen 1 kg de masa y están separados por 1 m de distancia, su valor será 6,67
x 10 -11 Nm2/Kg2 (0, 0000000000667N).
La
ecuación nos indica que la fuerza
gravitacional entre dos partículas disminuye al aumentar la distancia entre los
cuerpos; por ejemplo, si se duplica la distancia, la fuerza se reducirá a la
cuarta parte y así sucesivamente. Aunque muchas estrellas del firmamento tienen
una masa mucho mayor que la del Sol, están tan lejos que la fuerza
gravitacional que ejercen sobre la Tierra es insignificante. Además, si
mayor es la masa de un cuerpo mayor será
la fuerza de gravedad.
La fuerza normal es un tipo de fuerza de contacto ejercida por una superficie sobre un objeto. Esta actúa perpendicular y hacia afuera de la superficie.
Supongamos que un bloque de masa m o los libros de la imagen de la derecha. Están en reposo sobre una superficie horizontal como se muestra en la figura, las únicas fuerzas que actúan sobre él son su peso y la fuerza de contacto de la superficie.
Fuerza de Tensión:
Se conoce como fuerza de tensión a la fuerza que, aplicada a un cuerpo elástico, tiende a producirle una tensión; este último concepto posee diversas definiciones, que dependen de la rama del conocimiento desde la cual se analice.
Las cuerdas, por ejemplo, permiten transmitir fuerzas de un cuerpo a otro. Cuando en los extremos de una cuerda se aplican dos fuerzas iguales y contrarias, la cuerda se pone tensa. Las fuerzas de tensión son, en definitiva, cada una de estas fuerzas que soporta la cuerda sin romperse.
Fuerza de rozamiento o de fricción:
La fuerza de rozamiento o de fricción (FR) es una fuerza que surge por el contacto de dos cuerpos y se opone al movimiento.
Fr=μ⋅N
El rozamiento se debe a las imperfecciones y rugosidades, principalmente microscópicas, que existen en las superficies de los cuerpos. Al ponerse en contacto, estas rugosidades se enganchan unas con otras dificultando el movimiento. Para minimizar el efecto del rozamiento o bien se pulen las superficies o bien, se lubrican, ya que el aceite rellena las imperfecciones, evitando que estas se enganchen.
Fuerza elástica:
La fuerza elástica es la ejercida por objetos tales como resortes, que tienen una posición normal, fuera de la cual almacenan energía potencial y ejercen fuerzas.
La fuerza elástica se calcula como:
F = – k ΔX
ΔX = Desplazamiento desde la posición normal
k = Constante de elasticidad del resorte
F = Fuerza elástica
Fuerza gravitatoria:
Entre dos cuerpos aparece una fuerza de atracción denominada gravitatoria, que depende de sus masas y de la separación entre ambos. La fuerza gravitatoria disminuye con el cuadrado de la distancia, es decir que ante un aumento de la separación, el valor de la fuerza disminuye al cuadrado.
La fuerza gravitatoria se calcula como:
G = Constante de gravitación universal. Es un valor que no depende de los cuerpos ni de la masa de los mismos. gravedad=9.8m/s2
Fuerza aplicada y de empuje:
La fuerza de empuje o “thrust” es un concepto muy relacionado a la Tercera Ley de Newton. Por ejemplo la fuerza que se ejerce contra un rifle o pistola y lo que lo hace retroceder es exactamente igual en magnitud a la fuerza que impulsa la bala.
Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero. Con frecuencia se enuncia como "A cada acción siempre se opone una reacción igual".
En cualquier interacción hay un par de fuerzas de acción y reacción, cuya magnitud es igual y sus direcciones son opuestas. Las fuerzas se dan en pares, lo que significa que el par de fuerzas de acción y reacción forman una interacción entre dos objetos.
Otra forma de verlo es la siguiente:
Si dos objetos interactúan, la fuerza F12, ejercida por el objeto 1 sobre el objeto 2, es igual en magnitud y opuesta en dirección a la fuerza F21ejercida por el objeto 2 sobre el objeto 1:
La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.
De esta forma podemos relacionar la fuerza y la masa de un objeto con el siguiente enunciado:
a=mΣF
Una buena explicación para misma es que establece que siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce una fuerza sobre el primero cuya magnitud es igual, pero en dirección contraria a la primera. También podemos decir que la segunda ley de Newton responde la pregunta de lo que le sucede a un objeto que tiene una fuerza resultante diferente de cero actuando sobre el.
La Ley de Inercia establece que en un cuerpo permanecerá en un estado de
reposo (velocidad cero) o de movimiento rectilíneo a velocidad constante,
siempre y cuando una fuerza externa neta no actúe sobre él.
El nombre de una de las fuerzas que quizás mas veces has escuchado en tu vida diaria, es la denominada fuerza peso.
Desde la física se
entiende al concepto de peso como la fuerza que ejerce un determinado cuerpo
sobre el punto en que se encuentra apoyado. El mismo encuentra su origen en la
aceleración de la gravedad. Desde la física resulta elemental distinguir dos
conceptos que suelen ser confundidos o utilizados como sinónimos, que son el de
masa y peso.
En primer lugar el peso no es
una propiedad particular de los cuerpos, sino que el mismo se ve
condicionado por al campo gravitatorio en
el cual se hallan los mismos, es decir los cuerpos.
En cambio, el concepto de masa hace
referencia a la cantidad de materia que posee el cuerpo que se estudia. Es
decir que la masa de un cuerpo es igual en el planeta tierra o en la luna,
mientras que el peso variará notablemente.
El peso de un
determinado cuerpo se calcula a partir de la multiplicación entre la
masa y la aceleración de la gravedad. La unidad en la que se expresará el
resultado son unidades de fuerza, la que determinó el sistema internacional
de unidades es el newton, comúnmente abreviada con la letra N. Dentro del
sistema técnico se utiliza la unidad llamada kilogramo/ fuerza,
La fórmula que te permite calcular el peso de cualquier cuerpo es:
En física, la fuerza es una magnitud vectorial que mide la razón de cambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas. Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales.
l efecto de la aplicación de una fuerza sobre un objeto puede ser:
• modificación del estado de movimiento en que se encuentra el objeto que la recibe
• modificación de su aspecto físico
Un cuerpo no puede ejercer fuerza sobre sí mismo . Si se necesita que actúe una fuerza sobre mi persona, tendré que buscar algún otro cuerpo que ejerza una fuerza, porque no existe ninguna forma de que un objeto ejerza fuerza sobre sí mismo (yo no puedo empujarme, una pelota no puede "patearse" a sí misma).
• La fuerza siempre es ejercida en una determinada dirección : puede ser hacia arriba o hacia abajo, hacia adelante, hacia la izquierda, formando un ángulo dado con la horizontal, etc.
a) Fuerzas de contacto: son aquellas en que el cuerpo que ejerce la fuerza está en contacto directo con el cuerpo que la recibe.
Un golpe de cabeza a la pelota, sujetar algo, tirar algo, etc.
Fuerzas a distancia: el cuerpo que ejerce la fuerza y quien la recibe no entran en contacto físicamente.
El ejemplo más familiar de una fuerza de este tipo es la atracción gravitatoria terrestre, responsable de que todos los cuerpos caigan hacia el suelo
Como masa designamos la magnitud física con que medimos la cantidad de materia que contiene un cuerpo. Como tal, su unidad, según el Sistema Internacional de Unidades, es el kilogramo (kg).
No debe confundirse con el peso, que es una magnitud vectorial que representa una fuerza cuya unidad
utilizada en el Sistema Internacional de Unidades es el newton (N),3 si bien a partir del peso de un cuerpo en reposo (atraído por la fuerza de la gravedad), puede conocerse su masa al conocerse el valor de la gravedad.
Tampoco se debe confundir masa con la cantidad de sustancia, cuya unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el mol.
Según la Física, como caída libre se designa
aquella que un cuerpo experimenta cuando está únicamente sometido a la acción
de gravedad, y que supone un descenso vertical. De allí que esta definición excluya
a las caídas influenciadas, en mayor o menor medida, por la resistencia del
aire, así como a cualquier otra que tenga lugar como consecuencia de la
presencia de un fluido.
En el vacío, la aceleración es constante, y
es la misma para todos los cuerpos, independientemente de su forma y peso. La
presencia de fluidos, como el aire, por ejemplo, tiende a frenar ese
movimiento, haciendo depender la aceleración de otros factores, como la forma,
el peso o la densidad del cuerpo.
La aceleración en la caída libre es la
aceleración de la gravedad, que es de aproximadamente 9,81 m/s2. Si el
movimiento es en descenso, el valor de la aceleración es positivo, mientras que
si se trata de un ascenso vertical, este valor pasa a ser negativo, pues
constituye un movimiento desacelerado.
Al ascenso en vertical se lo denomina tiro
vertical, y se refiere al movimiento en el cual un objeto es lanzado en línea
recta hacia arriba.
Se trata de un movimiento rectilíneo uniforme
variado, también conocido como MRUV. En un tiro vertical, la velocidad cambia y
existe una aceleración que está dada por la acción de la gravedad.
El tiro vertical, cuya dirección puede ser
descendente o ascendente, tiene una velocidad inicial que resulta diferente a
cero. El cuerpo en cuestión se lanza hacia arriba, impulsado con una cierta
velocidad. Luego regresa al punto de partida con la misma velocidad, aunque en
un sentido contrario al que tenía en el momento del lanzamiento.
Puede decirse, de este modo, que el cuerpo
lanzado en un tiro vertical sube y luego baja, regresando al punto de partida.
Cuando el cuerpo alcanzó la altura máxima, la velocidad resulta nula. En ese
instante, el cuerpo deja de subir e inicia su descenso. El tiempo que el cuerpo
demora en llegar a la altura máxima resulta idéntico al tiempo que tarda en
volver a su punto de partida.
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) es el movimiento de una partícula o cuerpo por una línea recta con una aceleración constante. Es decir:
La partícula se desplaza por el eje de coordenadas.
La velocidad aumenta (o disminuye) de manera lineal respecto al tiempo. Es decir, la aceleración es constante.
Un movimiento es rectilíneo cuando un objeto describe una trayectoria recta respecto a un observador, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo,1 dado que su aceleración es nula.
·Movimiento que se realiza sobre una línea
recta.
·Velocidad constante; implica magnitud y
dirección constantes.
·La magnitud de la velocidad recibe el nombre
de celeridad o rapidez.
