¿Alguna vez te has preguntado por qué un cohete en la Guayana Venezolana puede elevarse hacia el espacio mientras tú, saltando en el Paseo Los Próceres, vuelves a caer al suelo? La respuesta está en tres leyes descubiertas por Isaac Newton hace más de 300 años. En este glosario, no solo aprenderás qué dicen esas leyes, sino cómo se aplican en situaciones que conoces: desde el Metro de Caracas hasta los lanzamientos en la Base Aérea Generalísimo Francisco de Miranda. ¡Prepárate para ver la física con ojos venezolanos!
Cinemática
- Aceleración (noun) /ak.se.le.ɾaˈsjon/
- Variación de la velocidad de un cuerpo en el tiempo. Puede ser positiva (aumenta velocidad) o negativa (frena). Se mide en metros por segundo al cuadrado (m/s^2).
Sinónimos : cambio de velocidad
La aceleración te dice qué tan rápido cambia tu velocidad, no qué tan rápido vas.
Cuando el Metro de Caracas acelera desde 0 hasta 80 km/h en 20 segundos, su aceleración es de 1.11 m/s^2.
- Aceleración gravitatoria (noun) /ak.se.le.ɾaˈsjon ɡɾa.βi.toˈɾja/
- Aceleración que experimenta un cuerpo en caída libre debido a la atracción gravitatoria de la Tierra. Su valor aproximado en la superficie terrestre es 9.8 m/s^2, pero varía ligeramente según la altitud y latitud.
Sinónimos : gravedad
En el Pico Bolívar, la aceleración gravitatoria es menor que en Caracas por la mayor altitud.
Cuando sueltas una moneda desde el puente de La Trinidad, cae con una aceleración de 9.8 m/s^2 hasta que el rozamiento del aire la frena.
- Sistema de referencia inercial (noun) /sisˈte.ma ðe reˈfe.ɾen.sja i.neɾˈsjal/
- Sistema de coordenadas que se mueve con velocidad constante (sin aceleración). En él, las leyes de Newton se cumplen exactamente como se formulan.
Sinónimos : marco inercial
Un bus que acelera no es un sistema inercial, pero el andén de la estación del Metro sí lo es.
La plataforma del Metro de Caracas en la estación La Hoyada es un sistema de referencia inercial porque no acelera.
- Velocidad (noun) /bel.oˈsi.ðad/
- Magnitud física que expresa el desplazamiento de un cuerpo por unidad de tiempo. Incluye tanto la rapidez como la dirección del movimiento.
Sinónimos : rapidez con dirección
La velocidad del Metro de Caracas en hora pico puede ser de solo 10 km/h, mientras que en hora valle alcanza 80 km/h.
El tren del Metro de Caracas en la línea 1 recorre los 20 km entre Propatria y La Hoyada en 30 minutos, alcanzando una velocidad promedio de 40 km/h.
Comercio local
- Mercado de Quinta Crespo (noun) /meɾˈka.do ðe ˈkin.ta ˈkɾes.po/
- Mercado tradicional en Caracas, uno de los más antiguos y grandes de la ciudad. Aquí los comerciantes usan carritos de mano para transportar mercancías pesadas.
Sinónimos : Quinta Crespo
Empujar un carrito cargado de frutas en este mercado es un ejemplo perfecto de la segunda ley de Newton en acción.
Don Ramón empuja su carrito de 80 kg con una fuerza de 120 N en la rampa de acceso al Mercado de Quinta Crespo, logrando una aceleración de 1.5 m/s^2.
Dinámica
- Centro de masa (noun) /ˈsen.tɾo ðe ˈma.sa/
- Punto geométrico donde se concentra toda la masa de un cuerpo o sistema. Su movimiento describe el movimiento general del cuerpo.
Sinónimos : centro de gravedad
Si lanzas un bate de béisbol al aire, su centro de masa sigue una trayectoria parabólica, aunque el bate gire.
El center de masa de un bus del Metro de Caracas está ubicado cerca de su motor, lo que ayuda a mantener el equilibrio en las curvas de la línea 3.
- Coeficiente de rozamiento (noun) /ko.e.fiˈsjen.te ðe ro.saˈmjen.to/
- Número adimensional que caracteriza el rozamiento entre dos superficies en contacto. Depende de los materiales y el estado de las superficies.
Sinónimos : factor de fricción
Un piso encerado tiene un coeficiente de rozamiento bajo, mientras que la suela de tus zapatos tiene uno alto.
El coeficiente de rozamiento entre las llantas de un auto y el asfalto en la Autopista Regional del Centro es de aproximadamente 0.7 en condiciones secas.
- Conservación del momento (noun) /kon.seɾ.βaˈsjon del moˈmen.to/
- Principio físico que establece que el momento lineal total de un sistema aislado permanece constante a menos que actúen fuerzas externas sobre él.
Sinónimos : ley de conservación del momento
Es la razón por la que un cohete puede acelerar en el vacío del espacio sin necesidad de 'empujarse' contra algo.
Cuando un cohete en la Guayana Venezolana expulsa gases hacia abajo, el momento lineal total del sistema (cohete + gases) se conserva.
- Empuje (noun) /emˈpwe.so/
- Fuerza que ejerce un motor (como el de un cohete) para impulsar un cuerpo hacia adelante. Es una aplicación directa de la tercera ley de Newton.
Sinónimos : fuerza de propulsión
El empuje de un cohete es la reacción a la expulsión de gases hacia abajo.
El cohete venezolano Venesat-1 generaba un empuje de 400 000 N para vencer la gravedad y alcanzar la órbita geoestacionaria.
- Fuerza de rozamiento (noun) /ˈfweɾ.sa ðe ro.saˈmjen.to/
- Fuerza que se opone al movimiento relativo entre dos superficies en contacto. Depende de la naturaleza de las superficies y de la fuerza normal.
Sinónimos : fricción
El rozamiento es lo que hace que tus zapatos no resbalen en el piso mojado del Metro de Caracas.
Las llantas de un camión de carga en la Autopista Regional del Centro tienen rozamiento que le permite frenar sin derrapar en la lluvia.
- Fuerza gravitatoria (noun) /ˈfweɾ.sa ɡɾa.βi.toˈɾja/
- Fuerza de atracción que existe entre dos cuerpos con masa. Es directamente proporcional al producto de las masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.
Sinónimos : gravedad, atracción gravitacional
Mantiene los planetas en órbita y hace que los objetos caigan al suelo.
La fuerza gravitatoria de la Tierra atrae al Salto Ángel hacia el centro del planeta, haciendo que el agua caiga en caída libre.
- Fuerza neta (noun) /ˈfweɾ.sa ˈne.ta/
- Suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo. Determina si el cuerpo acelera, frena o mantiene su movimiento.
Sinónimos : fuerza resultante
Si la fuerza neta es cero, el cuerpo no acelera (aunque esté en movimiento).
Cuando empujas tu moto en la subida de El Calvario con 150 N pero el rozamiento opone 50 N, la fuerza neta es de 100 N hacia adelante.
- Fuerza normal (noun) /ˈfweɾ.sa norˈmal/
- Fuerza perpendicular que ejerce una superficie sobre un cuerpo en contacto con ella. Equilibra el peso del cuerpo cuando está en reposo sobre una superficie horizontal.
Sinónimos : reacción normal
La fuerza normal es lo que evita que te hundas en el piso del Metro de Caracas.
NCuando estás parado en la plataforma del Metro de Caracas, la fuerza normal del piso sobre tus pies equilibra tu peso y te mantiene en equilibrio.
- Impulso (noun) /imˈpul.so/
- Magnitud vectorial que mide el efecto de una fuerza aplicada durante un intervalo de tiempo. Igual a la variación del momento lineal del cuerpo.
Sinónimos : cambio de momento
Un golpe fuerte pero breve (como un batazo en el estadio) aplica un gran impulso en poco tiempo.
Cuando un portero de fútbol en el estadio Brígido Iriarte detiene un balón con las manos, el impulso de sus brazos cambia el momento lineal del balón de positivo a cero.
- Inercia (noun) /iˈneɾ.sja/
- Propiedad de los cuerpos de mantener su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme cuando no actúan fuerzas sobre ellos. Es la resistencia al cambio.
Sinónimos : ley de la inercia
La inercia explica por qué te vas hacia adelante cuando el bus frena en la Avenida Urdaneta.
Cuando el bus de la ruta La Bandera frena de golpe en Plaza Venezuela, tu cuerpo sigue moviéndose hacia adelante por la inercia.
- Momento lineal (noun) /moˈmen.to li.neˈal/
- Magnitud vectorial definida como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad. Se representa como p y es fundamental en colisiones.
Sinónimos : cantidad de movimiento
Un camión de 20 toneladas a 60 km/h tiene mucho más momento lineal que una moto a la misma velocidad.
Una pelota de béisbol lanzada a 120 km/h por un pitcher en el estadio Universitario de Caracas tiene un momento lineal de aproximadamente 5.5 kg·m/s.
- Peso (noun) /ˈpe.so/
- Fuerza gravitatoria que la Tierra (o cualquier planeta) ejerce sobre un cuerpo. Se calcula como el producto de la masa por la aceleración gravitatoria local.
Sinónimos : fuerza gravitatoria
Tu peso en Caracas no es igual que en el Pico Bolívar por la diferencia en la aceleración gravitatoria.
Una persona de 70 kg pesa aproximadamente 686 N en Caracas, donde m/s^2.
- Primera ley de Newton (concept)
- Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él. También llamada ley de la inercia.
Sinónimos : Ley de la inercia
Sin fuerza neta, no hay cambio en el movimiento: ni aceleración ni frenado.
Cuando el Metro de Caracas frena bruscamente, tu cuerpo se inclina hacia adelante porque tiende a mantener su velocidad por la inercia.
- Propulsión a chorro (noun) /pɾo.pulˈsjon a ˈtʃo.ɾo/
- Sistema de propulsión que funciona expulsando masa (generalmente gases) a alta velocidad en una dirección, generando una fuerza de reacción en sentido opuesto (empuje).
Sinónimos : propulsión por reacción
Todos los cohetes modernos usan propulsión a chorro, desde los pequeños motores de los Venesat hasta los gigantes de la NASA.
El motor del cohete en la Base Aérea expulsa gases a 3 000 m/s, produciendo un empuje que lo eleva contra la gravedad terrestre.
- Segunda ley de Newton (concept)
- La fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es igual a la masa de ese cuerpo multiplicada por su aceleración. Se expresa matemáticamente como F = m · a.
A mayor fuerza, mayor aceleración; a mayor masa, menor aceleración para la misma fuerza.
Para empujar un carrito de compras en el Mercado de Quinta Crespo con 50 kg de masa y lograr una aceleración de 0.2 m/s^2, necesitas una fuerza de 10 N.
- Sistema aislado (noun) /sisˈte.ma a.isˈla.ðo/
- Sistema físico que no intercambia ni materia ni energía con su entorno. En él, se cumplen las leyes de conservación como la del momento lineal.
Sinónimos : sistema cerrado
Un cohete en el espacio profundo es un buen ejemplo de sistema aislado, a diferencia de un avión que quema combustible.
Una vez que el cohete venezolano Venesat-1 agota su combustible, se convierte en un sistema aislado donde el momento lineal se conserva.
- Tercera ley de Newton (concept)
- A toda acción le corresponde una reacción igual en magnitud y opuesta en dirección. Las fuerzas siempre ocurren en pares sobre cuerpos distintos.
Sinónimos : Ley de acción y reacción
Cuando caminas, tus pies empujan el suelo hacia atrás y el suelo te empuja hacia adelante.
Al lanzar un cohete en la Base Aérea Generalísimo Francisco de Miranda, los gases expulsados hacia abajo (acción) generan una fuerza hacia arriba (reacción) que impulsa el cohete.
Dinámica rotacional
- Momento angular (noun) /moˈmen.to aŋ.ɡuˈlaɾ/
- Magnitud física asociada a la rotación de un cuerpo. Depende de su momento de inercia y su velocidad angular. Se conserva en sistemas sin torques externos.
Sinónimos : cantidad de movimiento angular
Un patinador en el Pista de hielo de la Rinconada gira más rápido cuando acerca los brazos al cuerpo porque reduce su momento de inercia.
Los giroscopios en los sistemas de navegación de los cohetes en la Base Aérea usan la conservación del momento angular para mantener su orientación.
Geografía física
- Guayana Venezolana (noun) /ɡwaˈʝa.na βe.ne.soˈla.na/
- Región al sureste de Venezuela, donde se ubica el estado Bolívar y la Base Aérea Generalísimo Francisco de Miranda. Es la zona con menor densidad poblacional y alberga el Salto Ángel, la cascada más alta del mundo.
Sinónimos : Región Guayana
Es la región ideal para lanzamientos espaciales por su baja densidad poblacional y cercanía al ecuador terrestre.
En la Guayana Venezolana, los ingenieros de la Base Aérea preparan los cohetes para que alcancen la velocidad necesaria y escapen de la atracción gravitatoria de la Tierra.
Geografía natural
- Salto Ángel (noun) /ˈsal.to ˈaŋ.xel/
- Cascada más alta del mundo, ubicada en el Parque Nacional Canaima (estado Bolívar). Tiene una caída de 979 metros y es un símbolo natural de Venezuela.
Sinónimos : Kerepakupai Merú
El agua del Salto Ángel cae en caída libre, acelerando a 9.8 m/s^2 hasta que el rozamiento del aire la frena.
Las gotas de agua que caen del Salto Ángel siguen una trayectoria parabólica descrita por las leyes de Newton antes de llegar al río Churún.
Geografía política
- Base Aérea Generalísimo Francisco de Miranda (noun) /ˈba.se ˈa.eɾe xa.ne.ɾal he.ne.ɾal isiˈmo fɾanˈsis.ko ðe miˈɾan.da/
- Instalación militar ubicada en el estado Guárico, cerca de la ciudad de El Sombrero. Es el principal centro de lanzamientos espaciales de Venezuela, donde se lanzó el satélite Venesat-1 en 2008.
Sinónimos : Base Aérea de El Sombrero
Es el equivalente venezolano a la NASA, pero a menor escala. Desde aquí se controlan los lanzamientos de cohetes nacionales.
En la Base Aérea Generalísimo Francisco de Miranda, los técnicos monitorean cada fase del lanzamiento del cohete que pondrá en órbita un nuevo satélite venezolano.
Geografía urbana
- Paseo Los Próceres (noun) /paˈse.o los ˈpɾo.se.ɾes/
- Monumento histórico y parque ubicado en el centro de Caracas, entre la Avenida Bolívar y la Avenida México. Es un lugar emblemático para observar la aplicación de la física en la vida diaria.
Sinónimos : Paseo de los Héroes
Aquí puedes saltar y medir qué tan alto llegas, pero siempre volverás al suelo por la fuerza gravitatoria de la Tierra.
Si saltas desde el monumento central del Paseo Los Próceres, tu trayectoria parabólica sigue las leyes de Newton: subes por inercia y bajas por gravedad.
Ingeniería aeroespacial
- Cohete de combustible líquido (noun) /koˈe.te ðe komˈbus.ti.βle li.ˈkwi.ðo/
- Tipo de cohete que utiliza combustibles líquidos (como queroseno y oxígeno líquido) almacenados en tanques separados. Permite mayor control del empuje que los cohetes de combustible sólido.
Sinónimos : cohete líquido
Los cohetes de combustible líquido son más eficientes y se pueden apagar y reiniciar, a diferencia de los de combustible sólido.
El cohete Venesat-1 lanzado desde la Base Aérea Generalísimo Francisco de Miranda en 2008 usaba combustible líquido para alcanzar la órbita.
- Lanzamiento espacial (noun) /lan.saˈmjen.to es.pa.sjal/
- Proceso de enviar un vehículo (como un cohete) desde la superficie terrestre hacia el espacio exterior. Requiere superar la fuerza gravitatoria y alcanzar una velocidad orbital.
Sinónimos : despegue orbital
Un lanzamiento espacial exitoso depende de calcular con precisión la segunda y tercera ley de Newton.
El lanzamiento espacial del satélite Venesat-1 en 2008 desde la Base Aérea marcó un hito en la tecnología venezolana.
Mecánica
- Fuerza (noun) /ˈfweɾ.sa/
- Cualquier interacción que, al actuar sobre un cuerpo, produce un cambio en su estado de movimiento o reposo. Puede causar aceleración o deformación en el cuerpo.
Sinónimos : interacción mecánica
Sin fuerza no hay cambio en el movimiento: ni arranque, ni frenado, ni giro.
Cuando empujas la puerta giratoria del Metro de Caracas con 20 newtons de fuerza, logras que gire y permita el paso de los pasajeros.
- Masa (noun) /ˈma.sa/
- Cantidad de materia que contiene un cuerpo. Se mide en kg y determina la resistencia de un objeto a cambiar su movimiento (inercia).
Sinónimos : cantidad de materia
A mayor masa, mayor fuerza necesitas para moverlo o detenerlo.
mUn saco de harina de 50 kg en el Mercado de Quinta Crespo tiene más masa que tu mochila escolar de 5 kg.
Tecnología satelital
- Venesat-1 (noun) /be.neˈsat uno/
- Primer satélite artificial de Venezuela, lanzado el 29 de octubre de 2008 desde la Base Aérea Generalísimo Francisco de Miranda. Proporcionó servicios de telecomunicaciones al país.
Sinónimos : Simón Bolívar 1
El Venesat-1 demostró que Venezuela podía aplicar las leyes de Newton a gran escala para poner un satélite en órbita geoestacionaria.
El Venesat-1 orbita a 35 786 km de altura, donde su velocidad orbital de 3.07 km/s equilibra la fuerza gravitatoria de la Tierra.
Transporte público
- Metro de Caracas (noun) /ˈme.tɾo ðe kaˈɾa.kas/
- Sistema de transporte masivo subterráneo que opera en Caracas desde 1983. Consta de cuatro líneas y es uno de los más eficientes de Latinoamérica.
Sinónimos : Metro Caracas, Sistema Metro
El Metro es un laboratorio móvil de física: aquí aplican las leyes de Newton en frenadas, aceleraciones y giros.
Cuando el tren del Metro de Caracas acelera en la estación La Hoyada, sientes una fuerza que te empuja hacia atrás debido a tu inercia.