Efectos de las fuerzas en la Tierra y en el Universo

Gravitación: Fuerza de atracción mutua entre dos masas separadas por una determinada distancia.

Toda partícula material del universo atrae a cualquier otra partícula con

Una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente

Proporcional al cuadrado de la distancia que las separa”

Si las partículas que tienen masas m1 y m2 están separadas una distancia r medida

Desde sus centros, como se ve en la figura 9.1, entonces, de acuerdo a la

Ley de gravitación universal, la fuerza de atracción gravitacional FG ejercida

Por la masa m1 sobre la masa m2 es

 

 

Relación con caída libre y peso.

 

Caída libre es el momento en que los objetos caen a la tierra por acción de la gravedad y sin resistencia del aire, es decir que la única fuerza que actúa sobre el objeto es su peso (que el multiplicar la aceleración de la gravedad por su masa) Peso = a*m y como la aceleración de la gravedad es 10m/seg^2 entonces: Peso = 10*m.

 

La energía y el movimiento.

Definición de energía mecánica.

La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas.

Hace referencia a las energías cinética y potencial.

Energía cinética.

Se define como la energía asociada al movimiento. Ésta energía depende de la masa y de la velocidad según la ecuación:

E_c = ½ m . v²

Con lo cual un cuerpo de masa m que lleva una velocidad v posee energía.

Energía potencial.

Se define como la energía determinada por la posición de los cuerpos. Esta energía depende de la altura y el peso del cuerpo según la ecuación:

E_p = m . g . h = P . h

Con lo cual un cuerpo de masa m situado a una altura h (se da por hecho que se encuentra en un planeta por lo que existe aceleración gravitatoria) posee energía. Debido a que esta energía depende de la posición del cuerpo con respecto al centro del planeta se la llama energía potencial gravitatoria.

Transformaciones de la energía cinética y potencial.

ENERGÍA POTENCIAL Y ENERGÍA CINÉTICA

La materia en ciertas condiciones tiene la capacidad de hacer trabajo. Por ejemplo:

·         Un cuerpo pesado y suspendido a gran altura puede hacer trabajo sobre un pilote si se deja caer sobre él.

·         Un resorte comprimido puede disparar un proyectil.

·         Una caída de agua puede hacer trabajo al mover una turbina.

·         El cuerpo pesado y suspendido y el resorte comprimido tienen energía de posición, en tanto que la caída de agua tiene energía en movimiento.

·         Esta capacidad para hacer trabajo se llama energía.

·         La energía mecánica existe en dos formas: la energía de posición o energía potencial (Ep) y la energía de movimiento o energía cinética (Ec).

Al tomar un martillo para clavar, se realiza lo siguiente:

1.     Al elevar el martillo una distancia se efectúa un trabajo sobre el martillo.

2.     La posición del martillo ha cambiado debido al trabajo realizado sobre él, o sea que la energía potencial del martillo ha aumentado respecto de su posición original (posición A). Entonces:

W = m g h

W = Ep

Esta energía potencial (Ep) se transforma en energía cinética (Ec) cuando al bajar (al moverse) el martillo golpea al clavo, haciendo trabajo sobre éste. Un cuerpo con energía cinética hace trabajo sobre otro cuerpo cuando es detenido por éste o cuando se disminuye su velocidad.

Principio de conservación de la energía

El Principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación.

En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Este fenómeno se conoce con el nombre de Principio de conservación de la energía mecánica.