Dinámica

Dinámica: rama de la física que se encarga del estudio del movimiento de los cuerpos atendiendo a las causas que lo producen.

Fuerza: proveniente de la segunda ley de Newton, es la relación existente entre la masa y la aceleración.

Trabajo: es la relación existente entre la fuerza y la distancia.

Trabajo mecánico: es la relación existente entre la fuerza, la distancia y el coseno del ángulo de inclinación.

Potencia mecánica: parte de la física que se encarga del estudio del trabajo con respecto al tiempo.

Energía

Energía potencial: es aquella que presentan los cuerpos cuando están en estado de reposo.

Energía cinética: es la que posee cualquier cuerpo que se encuentre en movimiento, como una persona corriendo, la corriente de agua o un auto en movimiento.

Energía: capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo.

Hidrostática

Hidrostática: tiene por objeto estudiar a los líquidos en reposo. Se fundamenta en leyes y principios tales como:

• Arquímedes
• Pascal
• Stevin

Arquímedes: todo cuerpo sumergido en un fluido recibe un empuje ascendente igual al peso del fluido desalojado.

Pascal: toda presión que se ejerce sobre un líquido encerrado en un recipiente se transmite con la misma intensidad a todos los puntos del líquido.

Stevin: la presión que ejerce un líquido en cualquier punto de un recipiente no depende de la forma de este ni de la cantidad de líquido que contiene, sino únicamente del peso específico.

Características de los líquidos

Viscosidad: se origina por el rozamiento de unas partículas con otras. Por tal motivo, se define como una medida de la resistencia que opone un líquido al fluir.

Tensión superficial: este fenómeno se presenta debido a la atracción que hay entre las moléculas de un líquido.

Cohesión: es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia.

Adhesión: es la fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas de dos sustancias diferentes cuando se ponen en contacto (ej., agua-aceite, agua-gasolina).

Capilaridad: se presenta cuando existe contacto entre un líquido y una pared sólida, especialmente si son tubos muy delgados llamados capilares, casi del diámetro de un cabello.

Presión: la presión indica la relación que hay entre una fuerza aplicada y el área sobre la que actúa.

Hidrodinámica

Hidrodinámica: parte de la física que se encarga del estudio de los líquidos en movimiento.

Aplicaciones de la hidrodinámica: se encuentra en el diseño de canales, puertos, etc.

Aplicaciones de la hidrostática: se aplica en la cuantificación de las presiones ejercidas por los fluidos y gases.

Para su estudio, la hidrodinámica hace las siguientes consideraciones:

• Los líquidos son completamente incompresibles.
• No existe la viscosidad.
• Los líquidos son estacionarios.

Gasto: es la relación que hay entre el volumen del líquido que fluye por un conducto y el tiempo que tarda en fluir.

Flujo: se define como la cantidad de masa de líquido que fluye a través de una tubería en 1 segundo.

Teoremas Fundamentales

Teorema de Bernoulli

Físico suizo que estudió el comportamiento de los líquidos y encontró que la presión de un líquido que fluye por una tubería es baja si su velocidad es alta, y por lo contrario, es alta si su velocidad es baja.

Su teorema es: En un líquido ideal cuyo flujo es estacionario, la suma de las energías cinética, potencial y de presión que tiene el líquido en un punto es igual a la suma de estas energías en otro punto cualquiera.

Teorema de Torricelli

La velocidad con la que sale un líquido por el orificio de un recipiente es igual a la que adquiriría un cuerpo que se dejara caer libremente desde la superficie libre de líquido hasta el nivel del orificio.

Elasticidad

Elasticidad: es la propiedad que tienen los cuerpos de recuperar su forma original una vez que desaparece la fuerza que ocasiona la deformación.

Tipos de esfuerzo

Esfuerzo de tensión: se presenta cuando sobre el cuerpo actúan fuerzas iguales en magnitud, pero de sentido contrario, que se alejan entre sí.

Esfuerzo de compresión: se presenta cuando sobre el cuerpo actúan fuerzas iguales en magnitud, pero de sentido contrario, que se acercan entre sí.

Esfuerzo de corte: se presenta cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas colineales de igual o de diferente magnitud que se mueven en sentido contrario.

Esfuerzo longitudinal: se determina mediante la relación entre la fuerza aplicada a un cuerpo y el área sobre la que actúa.

Deformación longitudinal: también recibe el nombre de tensión unitaria cuando se trata de alargamiento de un cuerpo y de compresión unitaria cuando se trata de acortamiento de un cuerpo.

Ley de Hooke

Físico inglés que estudió las deformaciones elásticas como alargamientos, compresiones, torsiones y flexiones, enunciando la siguiente ley:

La deformación elástica de un cuerpo es directamente proporcional al esfuerzo recibido.

Módulo de elasticidad: el cociente entre el esfuerzo aplicado y la deformación producida en un cuerpo es constante.

Módulo de Young: cuando al módulo de elasticidad se sustituyen las ecuaciones del esfuerzo y la deformación, se obtiene el llamado módulo de Young.

El módulo de Young es una propiedad característica de las sustancias sólidas como son aluminio, lámina de acero templado, latón, cobre, hierro, oro, entre otros. Conocer su valor nos permitirá calcular la deformación que sufrirá un cuerpo al estar sometido a un esfuerzo.