Física

Leyes de Conservación en Física

conservación del momento lineal

Física1845Actualizado 27 sept 20266 páginas

Física 1 Bachillerato – Resumen y Apuntes Clave

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Carla López Aller@carlalpezaller

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¡Prepárate para dominar la física! Este resumen te ayudará a entender todos los conceptos clave de cinemática, dinámica y energía que necesitas para tus parciales. Es más fácil de lo que parece, solo necesitas conocer las fórmulas correctas y saber cuándo aplicarlas.

FÍSICA 1 BACHILLERATO – página 1

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Vectores y Movimiento Básico

Los vectores de posición te permiten localizar cualquier objeto en el espacio usando coordenadas. Imagina que quieres encontrar tu móvil: necesitas saber exactamente dónde está y hacia dónde se mueve.

El vector desplazamiento (Δr) es súper importante porque te dice la distancia más corta entre dos puntos. Se calcula como rf - ro y su módulo es |Δr| = √ $x² + y²$ . No te confundas con la distancia recorrida, que puede ser mayor.

La velocidad media es simplemente Vm = Δr/Δt, mientras que la velocidad instantánea requiere derivadas: V = dr/dt. Para derivar, recuerda que las constantes se eliminan y que d(x³)/dx = 3x².

¡Truco! En los vectores siempre usa los vectores unitarios î para x y ĵ para y. Te facilitará muchísimo los cálculos.

La aceleración funciona igual: media (Am = ΔV/Δt) e instantánea (a = dV/dt). Es la derivada de la velocidad, así que si tienes la posición, derivas una vez para velocidad y otra vez para aceleración.

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Tipos de Movimiento Rectilíneo

El MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme) es el más sencillo: velocidad constante, aceleración cero. Solo necesitas x = xo + v·t. La gráfica v-t es una línea horizontal.

En el MRUA (Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado) tienes tres ecuaciones clave: x = xo + vo·t + ½at², v = vo + at, y la relación a = $v-vo$ /t. Son las fórmulas que más vas a usar en los exámenes.

La caída libre es un MRUA especial donde a = g = -9,8 m/s². Las ecuaciones son: y = yo + vo·t - ½gt² y v = vo - gt. El signo negativo indica que la gravedad tira hacia abajo.

¡Importante! En caída libre, si lanzas algo hacia arriba, la velocidad se hace cero en el punto más alto, pero la aceleración sigue siendo -9,8 m/s².

Para movimiento en dos dimensiones, separas en componentes x e y. En tiro horizontal, x tiene MRU y y tiene MRUA. En tiro oblícuo, usas vox = vo·cos θ y voy = vo·sen θ para las componentes iniciales.

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Leyes de Newton y Fuerzas

La Primera Ley de Newton dice que si ΣF = 0, el objeto está en reposo o con velocidad constante. Es clave para problemas de equilibrio estático.

La Segunda Ley (ΣF = ma) es la más importante de todas. Te permite calcular aceleración cuando conoces las fuerzas, o viceversa. En planos inclinados, descompones el peso en Px = mg·sen α y Py = mg·cos α.

Las fuerzas principales que debes conocer son: peso $P = mg$ , normal (N), rozamiento $FR = μ·N$ , y en algunos casos la gravitatoria $FG = G·m₁m₂/R²$ . El coeficiente de rozamiento μ puede ser estático (mayor) o cinético (menor).

¡Consejo! En planos inclinados, siempre dibuja el diagrama de fuerzas primero. Te ayudará a no equivocarte con los signos.

Para cuerpos enlazados, la tensión de la cuerda es igual en ambos extremos $T₁ = T₂$ , y tienes que plantear la segunda ley para cada masa por separado, luego resolver el sistema de ecuaciones.

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Movimiento Circular y Fuerzas Centrípetas

En el MCU (Movimiento Circular Uniforme) la velocidad lineal es v = ω·R y necesitas recordar que 360° = 2π radianes. La relación entre período y frecuencia es T = 2π/ω y f = 1/T.

El MCUA (Movimiento Circular Uniformemente Acelerado) añade aceleración angular: θ = θo + ωo·t + ½αt² y ω = ωo + α·t. La aceleración angular α se mide en rad/s².

La fuerza centrípeta (Fc = mv²/R = mω²R) siempre apunta hacia el centro del círculo. Puede ser tensión en una cuerda, fuerza gravitatoria en planetas, o rozamiento en coches tomando curvas.

¡Clave! La aceleración centrípeta $ac = v²/R$ no cambia la rapidez, solo la dirección del movimiento.

Para resolver problemas circulares, identifica qué fuerza actúa como centrípeta: si es un satélite será la gravitatoria (Fc = FG), si es una pelota atada a una cuerda será la tensión $Fc = T$ .

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Momento Lineal y Choques

El momento lineal $p = mv$ se conserva cuando no hay fuerzas externas $ΣF = 0$ . En los choques, el momento antes y después del impacto es igual: pi = pf.

Los choques elásticos conservan tanto momento como energía cinética. Los choques inelásticos solo conservan momento, y si los cuerpos quedan unidos, tienen la misma velocidad final.

Para resolver choques en dos dimensiones, aplica conservación del momento en cada eje por separado: eje x → pix = pfx y eje y → piy = pfy.

¡Truco de examen! En choques, siempre define positivo hacia la derecha y hacia arriba. Te evitará errores de signos.

La energía mecánica (EM = Ec + Ep) se conserva cuando no hay rozamiento. Tienes energía cinética (Ec = ½mv²), potencial gravitatoria (Epg = mgh) y potencial elástica (Epe = ½kΔx²). El trabajo (W = F·Δx·cos α) cambia la energía del sistema.

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Trabajo, Potencia y Calor

El trabajo mide la energía transferida: W = F·Δx·cos α. Cuando hay rozamiento, el trabajo es negativo y la energía mecánica disminuye. El teorema trabajo-energía dice que W = ΔEc.

La potencia es trabajo por unidad de tiempo: P = W/t = E/t, medida en watts. El rendimiento te dice qué porcentaje de energía consumida se aprovecha: η = (Energía útil/Energía consumida) × 100%.

El calor es energía en tránsito que se transfiere por conducción, convección o radiación. La temperatura se mide en Kelvin $K = °C + 273$ y el calor en julios o calorías $1 cal = 4,18 J$ .

¡Importante! Distingue entre calor específico (sin cambio de estado) y calor latente (con cambio de estado como fusión o vaporización).

Para cambios de temperatura sin cambio de estado: Q = m·Ce·ΔT. Para cambios de estado a temperatura constante: Q = m·L (donde L es el calor latente de fusión o vaporización). El agua tiene Ce = 1 cal/(g·°C).

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