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Apendice.-   II
 

 Equivalencia entre masa y energía

La equivalencia entre masa y energía es un concepto central de la teoría de la relatividad especial desarrollada por Albert Einstein en 1905 y se expresa matemáticamente mediante la famosa ecuación:

 

E = mc²

 

donde:

 

E = energía equivalente a la masa (Julios)

 

m = masa (kg)

c = velocidad de la luz (m * s − 1)

 
   Esta ecuación muestra cómo una partícula con masa posee un tipo de energía, "energía en reposo", distinta de las clásicas energía cinética y energìa potencial. La relación masa - energía se utiliza comúnmente para explicar cómo se produce la energía nuclear; midiendo la masa de núcleos atómicos y dividiendo por el número atómico se puede calcular la energía de enlace atrapada en los núcleos atómicos. Paralelamente, la cantidad de energía producida en la fisión de un núcleo atómico se calcula como la diferencia de masa entre el núcleo inicial y los productos de su desintegración multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado.
 

 Fuerza en mecánica newtoniana

  1. La aceleración que experimenta un cuerpo es, por definición, proporcional a la fuerza que actúan sobre él.
  2. La constante de proporcionalidad entre la fuerza y la aceleración se denomina masa inercial del cuerpo.

Estas dos afirmaciones se resumen en la Ley Fundamental de la Dinámica o Segunda Ley de Newton:

\vec F = m \vec a \,

Donde representa la fuerza que actúan sobre el cuerpo, su masa y su aceleración. Medidas sobre un sistema inercial de referencia.

La fuerza, al igual que la aceleración, es una magnitud vectorial, y se representa matemáticamente mediante un vector.

La fuerza de la Segunda Ley de Newton es, por tanto, una suma vectorial.

\vec F = \sum_{i=1}^n {\vec F_i} \, 

A la fuerza resultante de la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo se le denomina fuerza neta. Por lo que la Segunda Ley de Newton la podríamos expresar así:

Un cuerpo en movimiento sobre el que no actúa ninguna fuerza neta seguirá moviéndose en línea recta y a velocidad constante indefinidamente.

[editar] Importancia de la Primera Ley de Newton

La observación de que para mantener un cuerpo en movimiento uniforme no es necesario ejercer ninguna acción sobre él era radicalmente contraria a la visión clásica, defendida por Aristóteles, que postulaba que un cuerpo sobre el que no se ejercía ninguna influencia siempre terminaba por detenerse. El cambio conceptual recogido en la Ley de la Inercia y el concepto de fuerza constituyó el punto de partida del desarrollo de la dinámica, moderna y, con ella, de la Física actual.

El enunciado riguroso de la Ley Fundamental de la Dinámica (que constituye la definición operacional de fuerza) hace referencia al concepto de momento lineal o cantidad de movimiento. Usando el concepto de momento lineal, la definición matemática de fuerza es:

donde es la cantidad de movimiento.