Grado 10
  1. Mecánica  1.1. Dinámica  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y Rapidez  1.1.5. Aceleración  1.1.6. Representación gráfica del movimiento  1.1.7. Ecuaciones de movimiento  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Movimiento de un proyectil  1.1.10. Velocidad relativa  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton  1.2.2. Inercia y masa  1.2.3. Fuerza y sus tipos  1.2.4. fuerza de acción y reacción  1.2.5. La fricción y sus efectos  1.2.6. Coefficient of friction  1.2.7. Movimiento circular  1.2.8. Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta  1.2.9. Momentum e Impulso  1.2.10. Conservación del momento  1.2.11. Tercera ley de Newton y aplicaciones  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por la fuerza  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética  1.3.4. Energía potencial  1.3.5. Energía mecánica  1.3.6. Conservación de la Energía  1.3.7. Poder y eficiencia  1.3.8. Fuentes de energía renovables y no renovables  1.4. Fuerza gravitacional  1.4.1. La ley de gravitación universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional y fuerza del campo  1.4.3. Aceleración debida a la gravedad en diferentes planetas  1.4.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.4.5. Órbitas y satélites  1.4.6. Peso y peso aparente  1.4.7. Energía potencial gravitacional
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólido, líquido y gas  2.1.2. Estructura molecular de la materia  2.1.3. Fuerzas intermoleculares  2.1.4. Plasma y condensado de Bose–Einstein  2.2. Presión  2.2.1. Definición de Presión  2.2.2. Presión en líquidos  2.2.3. Presión atmosférica  2.2.4. Principio de Pascal  2.2.5. El principio de Arquímedes y la flotabilidad  2.2.6. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Elasticidad  2.3.1. La ley de Hooke  2.3.2. Tensión y deformación  2.3.3. Límite elástico y módulo de elasticidad  2.3.4. Aplicaciones de la elasticidad
  3. Física térmica  3.1. calor y temperatura  3.1.1. Diferencia entre calor y temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Dilatación térmica  3.1.4. Equilibrio térmico  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conductividad  3.2.2. Convección  3.2.3. Radiación  3.2.4. Aislamiento y sus aplicaciones  3.3. Propiedades térmicas de la materia  3.3.1. Capacidad calorífica específica  3.3.2. Calor latente y cambio de fase  3.3.3. Punto de ebullición y punto de fusión  3.3.4. Motores térmicos y refrigeración  3.4. Leyes de la Termodinámica  3.4.1. Ley cero de la termodinámica  3.4.2. Primera ley de la termodinámica  3.4.3. Segunda ley de la termodinámica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas y óptica  4.1. Nature and properties of waves  4.1.1. Tipos de ondas en la naturaleza y propiedades de las ondas  4.1.2. Olas transversales y longitudinales  4.1.3. Parámetros de las ondas  4.1.4. Reflexión y refracción de ondas  4.1.5. Superposición e Interferencia  4.1.6. Ondas estacionarias y resonancia  4.1.7. Efecto Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características de las ondas sonoras  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Aplicaciones de las ondas sonoras  4.2.4. Ultrasonido y sus usos  4.3. Ondas de Luz y Óptica  4.3.1. Naturaleza de la luz  4.3.2. Reflexión de la luz  4.3.3. Leyes de la reflexión  4.3.4. Espejos y Formación de Imágenes  4.3.5. Refracción de la luz  4.3.6. La Ley de Snell  4.3.7. Lentes y Formación de Imágenes  4.3.8. Reflexión interna total y ángulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Instrumentos Ópticos  4.4.1. Microscopio  4.4.2. Telescopio  4.4.3. Ojo humano y defectos de visión  4.4.4. Cámara y su principio de funcionamiento
  5. Electricidad y Magnetismo  5.1. Electrostática  5.1.1. Carga eléctrica y sus propiedades  5.1.2. Conductores e Aislantes  5.1.3. La ley de Coulomb  5.1.4. Campo eléctrico y líneas de campo  5.1.5. Potencial eléctrico y diferencia de potencial  5.1.6. Capacitores y Capacitancia  5.2. Electricidad Actual  5.2.1. Corriente eléctrica y su medición  5.2.2. La ley de Ohm  5.2.3. Resistencia y resistividad  5.2.4. Circuitos en Serie y en Paralelo  5.2.5. Energía y potencia eléctricas  5.2.6. Leyes de Kirchhoff  5.3. Magnetismo y Electromagnetismo  5.3.1. Campo magnético y líneas de campo  5.3.2. Efectos magnéticos de la corriente eléctrica  5.3.3. Inducción electromagnética  5.3.4. Leyes de Faraday de la inducción electromagnética  5.3.5. Transformadores y Aplicaciones  5.3.6. Corriente AC y DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estructura del átomo  6.1.2. Modelo atómico de Bohr  6.1.3. Niveles de Energía del Electrón  6.1.4. Rayos X y aplicaciones  6.2. Radiactividad  6.2.1. Tipos de radiación  6.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  6.2.3. Reacciones nucleares y aplicaciones  6.2.4. Fisión y Fusión  6.3. Física cuántica  6.3.1. Dualidad onda-partícula  6.3.2. Efecto fotoeléctrico  6.3.3. Cuantización de la energía  6.3.4. El principio de incertidumbre de Heisenberg
  7. Electrónica y Comunicación  7.1. Semiconductores  7.1.1. Conductores, aislantes y semiconductores  7.1.2. Diodos y sus aplicaciones  7.1.3. Transistores y Puertas Lógicas  7.1.4. LEDs y fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicación  7.2.1. Fundamentos de la comunicación  7.2.2. Señales analógicas y digitales  7.2.3. Comunicación inalámbrica y fibra óptica  7.2.4. Ondas de radio y modulación

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fuerza de acción y reacción


En el estudio de la dinámica en la mecánica, un principio fundamental que rige las interacciones entre objetos es la tercera ley del movimiento de Newton. Esta ley generalmente se enuncia como, "Para cada acción, hay una reacción igual y opuesta." Este principio es importante para entender cómo diferentes cuerpos ejercen fuerzas entre sí y cómo estas fuerzas afectan al movimiento.

Tercera ley del movimiento de Newton

La tercera ley de Newton nos ayuda a entender que las fuerzas siempre vienen en pares. Estos pares se conocen como fuerzas de acción y reacción. Si un objeto A ejerce una fuerza sobre un objeto B, entonces el objeto B ejercerá simultáneamente una fuerza de igual magnitud y en dirección opuesta sobre el objeto A. A esta interacción la llamamos fuerzas de acción y reacción.

Entendiendo el concepto

Entendamos este concepto con algunos ejemplos sencillos:

Ejemplo 1: Libro y mesa

Imagina que tienes un libro colocado sobre una mesa. El libro ejerce una fuerza descendente sobre la mesa debido a su peso, a menudo llamada fuerza de acción. Según la tercera ley de Newton, la mesa ejerce una fuerza igual y ascendente sobre el libro, conocida como fuerza de reacción.

LibroMesafuerza de reacciónFuerza de acción

Ejemplo 2: Retroceso de un arma

Cuando se dispara una bala desde un arma, la bala ejerce una fuerza sobre la bala en dirección hacia adelante. Esto se llama fuerza de acción. En respuesta, la bala ejerce una fuerza igual y opuesta sobre el arma en dirección hacia atrás. Este resultado es lo que llamamos el retroceso del arma.

Ejemplo 3: Acción de nadar

Cuando un nadador empuja el agua con sus brazos y piernas, ejerce una fuerza de acción sobre el agua, haciendo que el agua se mueva hacia atrás. Al mismo tiempo, el agua ejerce una fuerza de reacción igual y opuesta sobre el nadador, haciendo que se mueva hacia adelante.

Características de las fuerzas de acción y reacción

Es necesario entender algunas características clave de las fuerzas de acción y reacción:

  1. Igual magnitud: Las dos fuerzas siempre son iguales en tamaño. La magnitud de la fuerza de acción será igual a la magnitud de la fuerza de reacción.
  2. Dirección opuesta: Las fuerzas actúan en direcciones exactamente opuestas.
  3. Actúan sobre cuerpos diferentes: Las fuerzas de acción y reacción actúan sobre dos objetos diferentes, nunca sobre el mismo objeto.
  4. Acción simultánea: Estas fuerzas ocurren simultáneamente; están presentes al mismo tiempo y no hay retraso entre ellas.

Representación matemática

La expresión matemática de las fuerzas de acción y reacción se puede expresar como:

F AB = - F BA
    F AB = - F BA

Aquí, F AB representa la fuerza ejercida por el objeto A sobre el objeto B (acción), y F BA es la fuerza ejercida por el objeto B sobre el objeto A (reacción). El signo negativo indica que estas fuerzas son iguales en magnitud pero opuestas en dirección.

Aplicaciones de las fuerzas de acción y reacción

Las fuerzas de acción y reacción entran en juego en innumerables situaciones cotidianas y aplicaciones científicas:

Cohetes y viajes espaciales

Los cohetes funcionan bajo el principio de acción y reacción. Cuando los motores de cohetes lanzan gases hacia abajo, estos gases ejercen una fuerza de reacción hacia arriba sobre el cohete, haciendo que el cohete se mueva hacia el espacio.

Caminar

Cuando caminas, empujas el suelo hacia atrás con tus pies (acción), y como resultado, el suelo te empuja hacia adelante (reacción), haciéndote avanzar.

Experimento mental: el astronauta flotante

Supongamos que un astronauta está flotando en el espacio sosteniendo una herramienta. Si el astronauta lanza la herramienta en una dirección (acción), el astronauta se moverá en la dirección opuesta (reacción) debido a la conservación del momento.

Estudio de acción y reacción usando un globo

Una forma sencilla de visualizar las fuerzas de acción y reacción es usar un globo. Infla el globo y suéltalo sin atarlo. A medida que el aire escapa del globo, se mueve en la dirección opuesta. El aire expulsado es la fuerza de acción, y el globo que se mueve en la dirección opuesta es la fuerza de reacción.

GloboAire (acción)Globo (reacción)

Aclaración de malentendidos

A veces, las personas equivocadamente asumen que si las fuerzas de acción y reacción se cancelan entre sí, deberían resultar en ausencia de movimiento. Pero recuerden, estas fuerzas actúan sobre diferentes objetos; por lo tanto, sus efectos no se cancelan sino que crean movimiento.

Ejemplo de fuerzas actuando en la vida real

Considera un auto moviéndose en una carretera. Las llantas empujan la carretera con cierta fuerza (acción), y la carretera empuja las llantas con una fuerza igual y opuesta (reacción), lo que hace avanzar el auto.

AutoReacciónAcción

Resumen

Entender las fuerzas de acción y reacción es crucial para comprender cómo los objetos en nuestro mundo interactúan y se mueven. Desde la más mínima mirada a un libro hasta las vastas complejidades de los viajes espaciales, estas fuerzas son fundamentales para innumerables aspectos de la física. Introducir este concepto construye un puente hacia análisis más complejos en la física, donde la fuerza, el impulso y la dinámica juegan roles importantes.


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