Movimiento unidimensional con fuerzas constantes

1. Idea central

• Si empujas en línea recta y siempre con la misma fuerza, todo ese esfuerzo se convierte en más o menos velocidad.
• Esa relación es el trabajo y la energía.

2. ¿Qué significa cada palabra?

• Movimiento unidimensional: solo se mueve sobre una línea recta, el eje $x$. Ejemplo: un tren en tramo recto.
• Fuerza constante: no cambia en valor, dirección ni sentido. Ejemplo: peso $P$, empujón parejo, fricción cinética $f_k$.
• Desplazamiento: es cuánto y hacia dónde se movió, $\Delta x$. Positivo si avanza, negativo si retrocede.
• Analogía: empujar un carrito en el pasillo recto del supermercado siempre igual.

3. Trabajo de una fuerza constante en 1D

• Trabajo $W$: energía que una fuerza entrega o quita al desplazar. Se mide en joules (J).
• Fórmula en 1D: $W = F_x * \Delta x$
• El signo lo dice todo:
  • Mismo sentido de fuerza y desplazamiento: $W$ positivo, da energía.

4. ¿A dónde va ese trabajo? Energía cinética

• Energía cinética: energía por estar moviéndose: $K = (1/2) * m * v^2$
• Al doble de rapidez, cuatro veces más energía. Por eso frenar rápido cuesta mucho.
• Teorema trabajo-energía: $W_{neto}=K_{final}-K_{inicia}$

5. Energía potencial y conservación en 1D

• Energía potencial: energía guardada por la posición. Solo con fuerzas conservativas que pueden devolverla, como el peso.
• La fricción no es conservativa: se pierde como calor y no se recupera.
• Para el peso: $U_g = m * g * h$
• Energía mecánica: $E_m = K + U_g$

6. Claves para recordar

• En 1D con fuerza constante: $W = F_x * \Delta x$.
• El trabajo neto cambia la energía cinética.
• Solo peso: se conserva $E_m$.