¿Alguna vez te has preguntado por qué no te caes de cabeza cuando caminas por la calle? O ¿por qué el bus del Transantiago frena suavemente y no te lanza contra el asiento delantero? La respuesta está en las fuerzas y el movimiento, ¡y hoy vamos a descifrarlo juntos! Imagina que estás en la Plaza de Armas de Santiago, a punto de cruzar hacia la Catedral Metropolitana. Tus pies empujan el suelo hacia atrás, pero el suelo te empuja hacia adelante: ¡eso es la magia de las fuerzas en acción! Si no existieran estas interacciones, cada paso sería un desastre. Vamos a explorar los conceptos clave que hacen que caminar, correr o incluso mantenerte quieto sean posibles. Desde las leyes de Newton hasta el equilibrio de fuerzas en los puentes de Valparaíso, este glosario te dará las herramientas para entender el mundo físico que te rodea. ¿Listo para descubrir por qué la física no es solo para científicos? ¡Empecemos!
Energía
- Energía cinética (noun) /eˈneɾ.xja siˈne.ti.ka/
- Energía que posee un objeto debido a su movimiento. Depende de su masa y velocidad al cuadrado.
Sinónimos : Energía de movimiento
Un objeto en movimiento tiene energía cinética que puede transferirse a otros objetos (¡como en un choque!).
Un bus de 10 000 kg moviéndose a 20 m/s (72 km/h) en la Ruta 68 tiene una energía cinética de 2 millones de julios.
- Energía potencial elástica (noun) /eˈneɾ.xja poˈten.sjal eˈlas.ti.ka/
- Energía almacenada en un resorte o material elástico debido a su deformación. Depende de la constante elástica y la deformación.
Sinónimos : Energía almacenada
Cuando sueltas un resorte estirado, la energía potencial se convierte en energía cinética (movimiento).
Cuando saltas en una cama elástica en un parque de Antofagasta, la energía potencial elástica se convierte en energía cinética en el aire.
- Potencia (noun) /poˈten.sja/
- Rapidez con la que se realiza un trabajo o se transfiere energía. Se mide en vatios (W).
Sinónimos : Capacidad de trabajo
Potencia = Trabajo / Tiempo. Un motor potente hace el mismo trabajo en menos tiempo.
Un ascensor del Costanera Center que sube 100 m en 20 segundos tiene una potencia de aproximadamente 5 000 W (5 kW).
- Trabajo (noun) /tɾaˈβa.xo/
- Producto de la fuerza aplicada por el desplazamiento en la dirección de la fuerza. Se mide en julios (J).
Sinónimos : Labor mecánica
Si no hay desplazamiento, no hay trabajo (aunque apliques mucha fuerza).
Cuando levantas una mochila de 5 kg desde el suelo hasta tu hombro (1 m), realizas un trabajo de aproximadamente 50 J.
Matemáticas aplicadas
- Vector (noun) /ˈvek.toɾ/
- Magnitud que tiene tanto cantidad como dirección. Las fuerzas son vectores: 10 N hacia la derecha no es lo mismo que 10 N hacia arriba.
Sinónimos : Magnitud dirigida
Para sumar vectores, usa el método del paralelogramo o descomponerlos en componentes (x, y).
Si empujas una caja hacia el norte con 5 N y otra persona la empuja hacia el este con 5 N, la fuerza neta es diagonal (¡usa Pitágoras!).
Mecánica
- Aceleración (noun) /ak.se.le.ɾaˈsjon/
- Cambio de velocidad por unidad de tiempo. Puede ser positiva (aumentar velocidad) o negativa (disminuir velocidad).
Sinónimos : Cambio de velocidad
La aceleración no solo es 'ir más rápido', también incluye frenar o cambiar de dirección.
Cuando el metro de Santiago acelera desde la estación Baquedano, sientes que te empujan hacia atrás en el asiento.
- Centro de masa (noun) /ˈsen.tɾo de ˈma.sa/
- Punto imaginario donde se concentra toda la masa de un objeto. Es el punto donde actúa la fuerza neta para efectos de traslación.
Sinónimos : Centro de gravedad
Si lanzas un objeto al aire, gira alrededor de su centro de masa. ¡Por eso los saltos en skate parecen mágicos!
Cuando saltas en el skatepark de La Florida, tu centro de masa se mueve en una trayectoria parabólica.
- Cinemática (noun) /si.neˈma.ti.ka/
- Rama de la física que describe el movimiento de los objetos sin considerar las causas (fuerzas).
Sinónimos : Descripción del movimiento
La cinemática usa posición, velocidad y aceleración para predecir dónde estará un objeto en el futuro.
Si lanzas una piedra desde el Morro de Arica, la cinemática te dice qué tan lejos caerá según la velocidad inicial y el ángulo.
- Desplazamiento (noun) /des.plaˈsa.mjen.to/
- Cambio de posición de un objeto, medido como la distancia en línea recta entre el punto inicial y final (con dirección).
Sinónimos : Cambio de posición
El desplazamiento no es lo mismo que la distancia recorrida. ¡Puedes caminar 10 km pero terminar a solo 2 km de donde empezaste!
Si caminas desde tu casa en Providencia hasta el Parque Bustamante y vuelves, tu desplazamiento total es cero (pero recorristes 4 km).
- Diagrama de fuerzas (noun) /djaˈɡɾa.ma de ˈfweɾ.sas/
- Representación gráfica de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto, usando vectores. Es clave para resolver problemas de equilibrio.
Sinónimos : Esquema de fuerzas
Dibuja el objeto como un punto y las fuerzas como flechas que salen de él. ¡Así ves todo claro!
Para entender por qué un libro no se cae de la mesa, dibujas su peso hacia abajo y la fuerza normal hacia arriba (flechas de igual longitud).
- Dinámica (noun) /diˈna.mi.ka/
- Rama de la física que estudia las causas del movimiento (fuerzas) y cómo afectan a los objetos.
Sinónimos : Estudio de fuerzas
Mientras la cinemática describe el movimiento, la dinámica explica por qué ocurre.
Cuando un bus acelera en la Autopista Central, la dinámica explica cómo la fuerza del motor vence la inercia de los pasajeros.
- Elasticidad (noun) /e.las.ti.siˈðað/
- Propiedad de algunos materiales de recuperar su forma original después de ser deformados por una fuerza.
Sinónimos : Flexibilidad
Los materiales elásticos siguen la ley de Hooke hasta su límite elástico. ¡Por eso las gomas de borrar vuelven a su forma!
Cuando estiras una banda de goma en tu mochila, se deforma pero vuelve a su tamaño original al soltarla.
- Equilibrio de fuerzas (noun) /e.kwiˈli.bɾjo de ˈfweɾ.sas/
- Situación en la que la suma de todas las fuerzas sobre un objeto es cero, por lo que no acelera. Puede ser estático o dinámico.
Sinónimos : Balance de fuerzas
En equilibrio, un objeto puede estar quieto o moviéndose a velocidad constante (movimiento uniforme).
Un semáforo colgante en la Plaza de Armas de Santiago está en equilibrio: su peso hacia abajo se equilibra con la tensión de los cables hacia arriba.
- Fuerza (noun) /ˈfweɾ.sa/
- Interacción que, cuando no está equilibrada, cambia el estado de movimiento de un objeto. Puede empujar, tirar, frenar o deformar. En Chile, la fuerza se mide en newtons (N), como cuando empujas un carro de supermercado en Líder.
Sinónimos : Empuje, Tirón, Interacción
Sin fuerza, los objetos no cambian su movimiento: siguen quietos o en movimiento rectilíneo uniforme.
Cuando empujas una pelota de fútbol en la playa de Viña del Mar, aplicas una fuerza que la acelera desde el reposo.
- Fuerza neta (noun) /ˈfweɾ.sa ˈne.ta/
- Suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto. Determina si el objeto acelera, frena o mantiene su movimiento.
Sinónimos : Resultante, Fuerza total
Si la fuerza neta es cero, el objeto está en equilibrio (reposo o movimiento uniforme).
En un ascensor del Costanera Center, la fuerza neta es cero cuando está quieto, pero aumenta cuando acelera hacia arriba.
- Fuerza normal (noun) /ˈfweɾ.sa noɾˈmal/
- Fuerza perpendicular que ejerce una superficie sobre un objeto en contacto con ella. Equilibra el peso en superficies horizontales.
Sinónimos : Reacción normal
La fuerza normal es igual al peso cuando el objeto está quieto sobre una superficie plana.
Cuando te sientas en una silla en tu casa, la fuerza normal del asiento equilibra tu peso para que no caigas al suelo.
- Gravedad (noun) /ɡɾaˈβe.ða/
- Fuerza de atracción entre dos masas. En la Tierra, nos mantiene pegados al suelo y da peso a los objetos.
Sinónimos : Fuerza gravitacional, Peso específico
La gravedad depende de la masa de los objetos y la distancia entre ellos. Por eso no flotamos.
Cuando saltas en el Parque O'Higgins, la gravedad te atrae de vuelta al suelo en menos de un segundo.
- Inercia (noun) /iˈneɾ.sja/
- Propiedad de los cuerpos de mantener su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme si no actúa una fuerza externa. Es la 'resistencia' al cambio de movimiento.
Sinónimos : Resistencia al cambio
Mientras más masa tenga un objeto, más inercia tiene. ¡Por eso un bus lleno de pasajeros es más difícil de detener!
Cuando el bus del Transantiago frena bruscamente, tu cuerpo tiende a seguir moviéndose hacia adelante por inercia (¡por eso debes sujetarte!).
- Ley de Hooke (concept) /lej de ˈxuk/
- Ley que establece que la fuerza necesaria para estirar o comprimir un resorte es proporcional a la deformación producida (dentro del límite elástico).
Sinónimos : Ley de elasticidad
F = -k·x: la fuerza de restauración es opuesta al desplazamiento. ¡Es la base de los amortiguadores de los autos!
Cuando saltas en una cama elástica en un parque de Antofagasta, la fuerza que sientes es proporcional a cuánto se estira la tela.
- Masa (noun) /ˈma.sa/
- Cantidad de materia en un objeto. Se mide en kilogramos (kg) y determina la inercia del objeto.
Sinónimos : Cantidad de materia
La masa no cambia aunque estés en la Luna, pero tu peso sí (¡por eso los astronautas flotan!).
mUna bolsa de 5 kg de papas en el Mercado Central de Valparaíso tiene la misma masa en cualquier lugar de Chile.
- Movimiento (noun) /mo.βiˈmjen.to/
- Cambio de posición de un objeto en el tiempo. Puede ser rectilíneo, curvilíneo o circular. En Chile, el movimiento está presente en el tráfico de Santiago o en los buses interurbanos entre Concepción y Temuco.
Sinónimos : Desplazamiento, Traslación
El movimiento siempre requiere una fuerza inicial, pero puede continuar sin fuerza si no hay rozamiento.
El movimiento de las olas en la playa de Antofagasta sigue un patrón periódico debido a la fuerza del viento.
- Par de fuerzas (concept) /ˈpaɾ de ˈfweɾ.sas/
- Dos fuerzas de igual magnitud, dirección opuesta y líneas de acción paralelas que producen rotación en un objeto.
Sinónimos : Momento de fuerza
Los pares de fuerzas hacen girar objetos sin mover su centro de masa. ¡Como cuando abres una puerta!
Cuando giras el volante de tu auto en Providencia, aplicas un par de fuerzas en los extremos del volante.
- Peso (noun) /ˈpe.so/
- Fuerza con que la Tierra atrae a un objeto hacia su centro. Depende de la masa y de la gravedad local.
Sinónimos : Fuerza gravitatoria
En la Tierra, peso = masa × gravedad (g ≈ 9.8 m/s²). En la Luna, tu peso sería 1/6 del de la Tierra.
Si pesas 50 kg en Santiago, tu peso es aproximadamente 50 kg × 9.8 m/s² = 490 N (newtons).
- Primera ley de Newton (concept) /pɾiˈmeɾa ˈlej de ˈnewton/
- Ley que establece que un objeto en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme permanece así a menos que una fuerza externa actúe sobre él. También llamada ley de la inercia.
Sinónimos : Ley de la inercia
Si no hay fuerza neta, no hay cambio en el movimiento. ¡Es la base para entender por qué no te caes al caminar!
Una maleta en el suelo del aeropuerto de Santiago no se mueve sola porque la fuerza neta sobre ella es cero (fuerza de gravedad y normal se equilibran).
- Resorte (noun) /resˈpoɾ.te/
- Objeto elástico que se deforma al aplicar una fuerza y recupera su forma original al retirarla. Se usa en amortiguadores y sistemas de suspensión.
Sinónimos : Muelle
Los resortes almacenan energía potencial elástica cuando se estiran o comprimen.
El sistema de suspensión de un bus del Transantiago usa resortes para absorber los golpes de los badenes en la Ruta 5.
- Rozamiento (noun) /ro.saˈmjen.to/
- Fuerza que se opone al movimiento relativo entre dos superficies en contacto. En Chile, afecta desde caminar hasta el frenado de los autos en Viña del Mar.
Sinónimos : Fricción
El rozamiento estático evita que los objetos se muevan; el cinético los frena. ¡Sin él, no podrías caminar!
Cuando arrastras una silla en el colegio, el rozamiento con el piso hace que necesites más fuerza para moverla.
- Segunda ley de Newton (concept) /seˈɣun.da ˈlej de ˈnewton/
- Ley que relaciona la fuerza neta aplicada a un objeto con su aceleración y masa. La fuerza neta es igual a la masa por la aceleración.
Sinónimos : Ley fundamental de la dinámica
F = m·a: si aumentas la fuerza, aumenta la aceleración; si aumentas la masa, disminuye la aceleración para la misma fuerza.
Al pedalear en bicicleta por el Parque Forestal en Santiago, si aplicas más fuerza con las piernas, aceleras más rápido (a menos que lleves una mochila muy pesada).
- Tensión (noun) /tenˈsjon/
- Fuerza ejercida por una cuerda, cable o cadena cuando está estirada. Se transmite a lo largo del objeto.
Sinónimos : Tirantez
La tensión siempre tira, nunca empuja. En los puentes colgantes de Chiloé, la tensión en los cables sostiene toda la estructura.
TCuando cuelgas una mochila de un gancho en tu pieza, la cuerda ejerce una tensión igual al peso de la mochila.
- Tercera ley de Newton (concept) /ˈteɾ.seɾa ˈlej de ˈnewton/
- Ley que establece que para toda fuerza de acción existe una fuerza de reacción de igual magnitud pero en dirección opuesta. Las fuerzas siempre vienen en pares.
Sinónimos : Ley de acción y reacción
No puedes empujar algo sin que ese algo te empuje a ti. ¡Es como el baile de las fuerzas!
Cuando caminas, tus pies empujan el suelo hacia atrás (acción), y el suelo te empuja hacia adelante (reacción), haciendo que avances.
- Trayectoria (noun) /tɾa.ʝekˈto.ɾja/
- Camino que sigue un objeto en movimiento. Puede ser recta, curva o incluso caótica.
Sinónimos : Recorrido, Ruta
La trayectoria depende de las fuerzas que actúan sobre el objeto y su velocidad inicial.
La trayectoria de un balón de fútbol en un partido en el Estadio Nacional puede ser una parábola debido a la gravedad y el aire.
- Velocidad (noun) /beloˈsi.ða/
- Magnitud que indica qué tan rápido se mueve un objeto y en qué dirección. Se mide en metros por segundo (m/s).
Sinónimos : Rapidez (en contexto direccional)
La velocidad es un vector: tiene magnitud y dirección. ¡No es lo mismo velocidad que rapidez!
Un bus del Transantiago que va a 60 km/h por la Alameda tiene una velocidad de 16.7 m/s hacia el norte.