Energía
La energía es la capacidad que tienen los cuerpos de realizar un determinado trabajo. El trabajo sobre un cuerpo lo origina una fuerza que actúa sobre él para lograr su movimiento.
Energía Mecánica
La energía mecánica es la energía asociada al movimiento y la posición de un cuerpo. Comprende la energía potencial, que es la energía de posición (depende de la altura a la que se encuentra el cuerpo), y la energía cinética, que depende de la velocidad a la que se desplaza.
Principio de Conservación de la Energía
El Principio de Conservación de la Energía establece que: “La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma de una forma de energía a otra.”
Por ejemplo:
- Si frotamos las manos, transformamos energía mecánica en energía lumínica (según el texto original).
- Una pila transforma energía química en eléctrica.
- En la fotosíntesis, la energía solar se transforma en energía química en las reacciones que involucran las sustancias producidas en las células vegetales.
- Una estufa transforma energía eléctrica en calórica.
- Una usina hidroeléctrica, como Edesur (según el texto original), transforma energía hidráulica en eléctrica para abastecer de electricidad a una población como Buenos Aires.
Son numerosas las transformaciones de la energía y sus aplicaciones en la vida en todo el mundo.
Leyes de Newton de la Mecánica Clásica
1. Principio de Inercia (Primera Ley de Newton)
“Todo cuerpo en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme (MRU) tiende a mantener este mismo estado, a menos que una fuerza externa actúe sobre él.”
Si un cuerpo en reposo pasa a tener movimiento, o un cuerpo en MRU adquiere una aceleración, pasará a tener un movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV).
2. Principio de Acción y Reacción (Tercera Ley de Newton)
Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro cuerpo (acción), recibirá de este último otra fuerza de igual módulo y dirección, pero de sentido opuesto (reacción). A este par de fuerzas se lo denomina comúnmente como par de interacción.
3. Principio de Masa (Segunda Ley de Newton)
La fuerza aplicada a un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración que adquiere el mismo. Por lo tanto, el cociente entre fuerza y aceleración es siempre un valor constante propio de cada cuerpo, que se denomina masa del mismo.
La fuerza aplicada a un cuerpo es igual al producto entre la masa del mismo y la aceleración que adquiere, expresado por la fórmula: F = m · a.
Unidad de medición de la Fuerza: Newton (N)
Ley de Gravitación Universal de Newton
La fuerza de atracción gravitacional entre dos cuerpos celestes es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Es decir, dicha fuerza es calculable como el producto de las masas dividido por el cuadrado de la distancia que separa a los cuerpos, y todo se multiplica por un valor constante que se designa con la letra G, denominada constante de la gravitación universal de Newton.
La gravitación es la parte de la física que aplica sus leyes del movimiento a la astronomía, y en este caso, a la interacción entre los cuerpos celestes y sus movimientos.
Velocidad
La velocidad de un móvil o cuerpo en movimiento se define como el cociente entre la distancia recorrida por el mismo (o la variación de su posición) y el intervalo de tiempo empleado para ello. La velocidad es una magnitud vectorial, ya que posee módulo, dirección y sentido.
Unidad de medición: metros por segundo (m/s)
Aceleración
La aceleración de un móvil o un cuerpo en movimiento se define como el cambio de velocidad que se produce en el mismo en un tiempo determinado. Es decir, la aceleración es calculable como el cociente entre el cambio de velocidad que experimenta un móvil y el intervalo de tiempo empleado para ello. La aceleración también es una magnitud vectorial que mantiene la dirección de la velocidad, pudiendo coincidir o no con su sentido.
Unidad de medición: metros por segundo al cuadrado (m/s²)
Trabajo
El trabajo realizado por una fuerza sobre un cuerpo se define como el producto escalar entre dicha fuerza y el desplazamiento del mismo. El trabajo y la energía son magnitudes escalares.
Unidad de medición del Trabajo y la Energía: Joule (J)
Movimiento de Cuerpos
Caída Libre y Tiro Vertical
La caída libre de los cuerpos en el vacío es un Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUA), y siempre caen con la misma aceleración, que es la aceleración de la gravedad (g).
En cambio, si se lanza un cuerpo en tiro vertical de abajo hacia arriba, al enfrentarse con la gravedad, es un Movimiento Rectilíneo Uniformemente Retardado (MRUR), donde la aceleración es a = -g.
Potencia
La potencia es la rapidez con que se realiza un trabajo. Por lo que es el cociente entre el trabajo realizado por un cuerpo y el tiempo empleado para ello (representa la energía gastada o consumida en el tiempo).
Unidad de medición: Watt (W)