¿Alguna vez te has preguntado por qué no te caes cuando el bus de TransMilenio en Bogotá frena de golpe o por qué el balón vuela tan lejos cuando lo pateas fuerte en el parque de los Novios de Medellín? Las respuestas están en las leyes de Newton, esas reglas que gobiernan cómo se mueven las cosas. Vamos a verlas con ejemplos que conoces: buses en Cartagena, mercados de Paloquemao en Bogotá, y hasta el puente de Boyacá. ¡Prepárate para entender por qué la física está en todas partes!
Mecánica
- aceleración (noun) /ak.se.le.ɾaˈsjon/
- Cambio en la velocidad de un objeto por unidad de tiempo. Puede ser aumento (acelerar) o disminución (frenar).
Sinónimos : aceleramiento
Aceleración = cambio de velocidad / tiempo. Se mide en m/s^2.
Cuando el bus TransCaribe acelera en la autopista al norte de Barranquilla, sientes que te empujan hacia atrás en el asiento.
- aceleración centrípeta (noun) /ak.se.le.ɾaˈsjon senˈtɾi.pe.ta/
- Aceleración dirigida hacia el centro de una trayectoria circular que mantiene al objeto en movimiento circular.
Sin aceleración centrípeta, el objeto saldría disparado en línea recta (por la inercia).
Cuando das vueltas en la rueda de la feria en el parque de la 34 de Medellín, sientes la aceleración centrípeta que te mantiene en el asiento.
- choque (noun) /ˈtʃo.ke/
- Interacción breve entre dos objetos que intercambian momento lineal y, en algunos casos, energía cinética. Puede ser elástico o inelástico.
Sinónimos : colisión
En los choques, la fuerza neta durante el impacto es muy grande y el tiempo de interacción es muy corto.
Cuando dos carros chocan en la autopista del Norte de Bogotá, intercambian momento lineal y pueden deformarse si el choque es inelástico.
- coeficiente de rozamiento (noun) /ko.eˈfi.sjen.te ðe ro.saˈmjen.to/
- Número adimensional que indica qué tan
Un coeficiente alto significa más rozamiento y menos deslizamiento.
El coeficiente de rozamiento entre el caucho de las llantas de un carro y el concreto de la autopista del Café es alto, por eso no resbalan en días lluviosos.
- desplazamiento (noun) /des.pla.saˈmjen.to/
- Cambio de posición de un objeto, medido como la distancia en línea recta desde el punto inicial al final, incluyendo dirección.
El desplazamiento es un vector: tiene magnitud y dirección, a diferencia de la distancia recorrida.
El desplazamiento de tu casa en el barrio Laureles de Medellín al colegio es de 2 km al sureste.
- dinámica (noun) /diˈna.mi.ka/
- Rama de la física que estudia el movimiento de los objetos y las fuerzas que lo causan o modifican.
La dinámica explica por qué te caes en el bus cuando frena o por qué un balón vuela lejos al patearlo.
Cuando el bus de TransMilenio frena en la estación de la Calle 100 en Bogotá, la dinámica explica por qué tu cuerpo se inclina hacia adelante.
- equilibrio (noun) /e.kwiˈli.bɾjo/
- Estado en el que la fuerza neta sobre un objeto es cero. El objeto puede estar en reposo o moviéndose a velocidad constante.
Sinónimos : balance
En equilibrio, el objeto no acelera ni cambia su estado de movimiento.
Un libro sobre la mesa del salón de clase en el colegio San Ignacio de Loyola en Medellín está en equilibrio porque el peso y la fuerza normal se cancelan.
- estática (noun) /esˈta.ti.ka/
- Rama de la física que estudia los objetos en equilibrio, ya sea en reposo o moviéndose a velocidad constante.
La estática explica por qué los edificios, puentes y estructuras no se caen.
El estudio de la estática permite construir puentes como el de Boyacá que soportan el peso de los carros que pasan cada día.
- fricción (noun) /fɾikˈsjon/
- Fuerza que se opone al movimiento relativo entre dos superficies en contacto. Es esencial para caminar, frenar y agarrar objetos.
Sinónimos : rozamiento
La fricción permite que tus zapatos no resbalen en el piso de tu colegio en Cali.
Las suelas de tus zapatos en el piso de baldosa del colegio La Enseñanza en Medellín tienen fricción para evitar que te caigas al correr.
- fuerza (noun) /ˈfweɾ.sa/
- Cualquier interacción que cambia el movimiento de un objeto. Se mide en newtons y puede ser de contacto o a distancia.
Sinónimos : empuje, tirón
Fuerza = masa × aceleración. Es la causa del movimiento.
La fuerza que ejerce el motor de tu moto para subir la cuesta de Suba en Medellín.
- fuerza centrípeta (noun) /ˈfweɾ.sa senˈtɾi.pe.ta/
- Fuerza neta dirigida hacia el centro de una trayectoria circular que mantiene al objeto en movimiento circular. Puede ser la tensión de una cuerda, la fricción, o cualquier otra fuerza.
La fuerza centrípeta no es un tipo nuevo de fuerza, sino una fuerza existente que actúa hacia el centro.
La fuerza centrípeta que mantiene al carro en la curva de la montaña rusa en el parque de la Sabana en Bogotá es proporcionada por los rieles y los asientos.
- fuerza neta (noun) /ˈfweɾ.sa ˈne.ta/
- Suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto. Determina si el objeto acelera o no.
Sinónimos : fuerza resultante
Si la fuerza neta es cero, el objeto está en equilibrio y no acelera.
En un ascensor quieto en el centro comercial Santafé de Bogotá, la fuerza neta es cero porque el peso y la fuerza normal se equilibran.
- fuerza normal (noun) /ˈfweɾ.sa norˈmal/
- Fuerza perpendicular que ejerce una superficie sobre un objeto en contacto con ella. Equilibra el peso en superficies planas.
La fuerza normal siempre es perpendicular a la superficie y opuesta al peso.
NCuando te sientas en una silla en el salón de clase del colegio Cafam en Bogotá, la fuerza normal del asiento te sostiene y evita que caigas al suelo.
- gravedad (noun) /ɡɾaˈβe.ða/
- Fuerza de atracción entre dos masas. En la Tierra, nos mantiene pegados al suelo y hace que los objetos caigan.
Sinónimos : fuerza gravitatoria
La gravedad en la Tierra es g ≈ 9.8 m/s^2, pero varía ligeramente según la altitud.
Cuando saltas en el parque Simón Bolívar de Bogotá, la gravedad te hace caer de nuevo al suelo en menos de un segundo.
- inercia (noun) /i.ˈneɾ.sja/
- Tendencia de un cuerpo a mantener su estado de movimiento o reposo. Si no actúa ninguna fuerza sobre él, sigue igual para siempre.
Sinónimos : inerteza
Sin fuerza neta, nada cambia de velocidad.
Cuando el bus de TransMilenio frena bruscamente en la carrera 7ª de Bogotá, los pasajeros se inclinan hacia adelante por la inercia.
- masa (noun) /ˈma.sa/
- Cantidad de materia que tiene un objeto. Se mide en kg y no cambia aunque el objeto se mueva o esté en otro planeta.
Sinónimos : cantidad de materia
La masa es una propiedad intrínseca del objeto, no depende de la gravedad.
Un saco de arroz de 50 kg en el mercado de Paloquemao en Bogotá tiene la misma masa en Medellín o en la costa Caribe.
- momento lineal (noun) /moˈmen.to li.neˈal/
- Producto de la masa de un objeto por su velocidad. Es una medida de la
Sinónimos : cantidad de movimiento
El momento lineal se conserva en choques elásticos: la suma antes y después del choque es la misma.
Un balón de fútbol tiene más momento lineal si lo patea un jugador profesional en el estadio El Campín de Bogotá que si lo patea un niño en el parque de los Novios de Medellín.
- movimiento acelerado (concept) /mo.βiˈmjen.to ak.se.leˈɾa.ðo/
- Movimiento con cambio en la velocidad, ya sea aumento (aceleración positiva) o disminución (aceleración negativa o frenado).
Sinónimos : MRUA
La aceleración mide qué tan rápido cambia la velocidad del objeto.
Cuando el tren de la Sabana acelera al salir de la estación de la Calle 72 en Bogotá, los pasajeros sienten un empujón hacia atrás.
- movimiento rectilíneo uniforme (concept) /mo.βiˈmjen.to rek.ti.liˈne.o u.niˈfor.me/
- Movimiento en línea recta a velocidad constante. Ocurre cuando la fuerza neta sobre el objeto es cero.
Sinónimos : MRU
Si no hay fuerza neta, el objeto se mueve en línea recta y a velocidad constante para siempre.
Un avión volando a velocidad constante entre el aeropuerto El Dorado de Bogotá y el de Rafael Núñez en Cartagena tiene movimiento rectilíneo uniforme.
- newtons (noun) /ˈnew.ton/
- Unidad de fuerza en el Sistema Internacional. Un newton es la fuerza necesaria para acelerar una masa de 1 kg a 1 m/s^2.
Sinónimos : N
Un manzana pequeña pesa aproximadamente 1 N en la superficie de la Tierra.
El motor de una moto de 150 kg ejerce unos 500 N de fuerza al arrancar en una pendiente de Suba.
- par de fuerzas (noun) /ˈpaɾ ðe ˈfweɾ.sas/
- Dos fuerzas iguales en magnitud, opuestas en dirección y no colineales (no están en la misma línea). Causan rotación en un objeto.
Sinónimos : torque
Un par de fuerzas siempre produce un momento de fuerza (torque) que hace girar el objeto.
Cuando abres la puerta del baño en tu casa en el barrio Belalcázar de Pereira, aplicas un par de fuerzas con las manos que hace girar la puerta sobre sus bisagras.
- peso (noun) /ˈpe.so/
- Fuerza con que la Tierra atrae a un objeto debido a la gravedad. Depende de la masa y de la aceleración gravitacional.
Sinónimos : fuerza gravitacional
Peso = masa × gravedad. En la Tierra, g ≈ 9.8 m/s^2.
Un estudiante de 50 kg en Bogotá pesa aproximadamente 490 N porque la gravedad local es g ≈ 9.8 m/s^2.
- rozamiento (noun) /ro.saˈmjen.to/
- Sinónimo de fricción. Fuerza que dificulta el deslizamiento entre dos superficies en contacto.
Sinónimos : fricción
El rozamiento estático evita que los objetos se muevan; el cinético actúa cuando ya están en movimiento.
El rozamiento entre las ruedas del bus de TransMilenio y el asfalto de la carrera 10 en Bogotá permite que frene sin derrapar.
- rozamiento cinético (noun) /ro.saˈmjen.to siˈne.ti.ko/
- Fuerza de rozamiento que actúa cuando un objeto ya está en movimiento relativo respecto a la superficie en contacto.
Suele ser menor que el rozamiento estático, por eso es más fácil mover un mueble después de empezar a empujarlo.
Cuando deslizas un cajón de frutas en el mercado de Paloquemao en Bogotá, sientes el rozamiento cinético que opone resistencia al movimiento.
- rozamiento estático (noun) /ro.saˈmjen.to esˈta.ti.ko/
- Fuerza de rozamiento que evita que un objeto empiece a moverse cuando se aplica una fuerza. Es mayor que el rozamiento cinético.
El rozamiento estático es el que te permite caminar sin resbalar: tus pies empujan el suelo hacia atrás y el suelo te empuja hacia adelante.
El rozamiento estático evita que tu mochila de 5 kg se deslice del escritorio en el salón de física del colegio San Carlos en Cali.
- segunda ley de Newton (concept) /seˈɡun.da ˈlei ðe ˈnew.ton/
- La fuerza neta sobre un objeto es igual a su masa multiplicada por su aceleración. Es la ecuación fundamental de la dinámica.
Sinónimos : ley fundamental de la dinámica
F = m × a es la fórmula más importante de la física clásica.
Para calcular la fuerza que ejerce el motor de un carro al arrancar en la calle 10 de Cali.
- sistema de referencia (noun) /sisˈte.ma ðe reˈfe.ɾen.sja/
- Punto de vista o marco de referencia desde el cual se describe el movimiento de un objeto. Puede estar en reposo o en movimiento.
Sinónimos : marco de referencia
El movimiento es relativo: depende del sistema de referencia que elijas.
Si vas en un bus en movimiento por la carrera 7ª de Bogotá, para ti el asiento está quieto, pero para alguien parado en la acera, el asiento se mueve a la velocidad del bus.
- tensión (noun) /tenˈsjon/
- Fuerza que se transmite a través de una cuerda, cable o cadena cuando se estira. Siempre tira, nunca empuja.
En una cuerda tensa, la tensión es la misma en ambos extremos.
TCuando cuelgas una hamaca entre dos árboles en el ecoparque Los Andes de Manizales, la tensión en las cuerdas sostiene el peso de las personas.
- tercera ley de Newton (concept) /ˈteɾ.seɾa ˈlei ðe ˈnew.ton/
- A toda acción le corresponde una reacción igual en magnitud y opuesta en dirección. Las fuerzas siempre vienen en pares.
Sinónimos : ley de acción y reacción
Si empujas algo, algo te empuja a ti con la misma fuerza.
Cuando pateas un balón en el estadio Atanasio Girardot de Medellín, el balón ejerce una fuerza igual sobre tu pie.
- velocidad (noun) /bel.siˈðað/
- Magnitud física que indica qué tan rápido se mueve un objeto y en qué dirección. Incluye rapidez y sentido.
Velocidad = desplazamiento / tiempo. Se mide en m/s o km/h.
La velocidad máxima permitida en la autopista del Café entre Pereira y Armenia es de 120 km/h.