Nombra el sistema y la magnitud que piden
Una pregunta de movimiento, una de fuerzas y una de energía pueden hablar del mismo objeto y pedir modelos distintos. Escribe qué hay que hallar y anota las magnitudes dadas, con unidades. Un esquema de la trayectoria o de las fuerzas muestra qué relación toca.
En mecánica inicial, deja a la vista los supuestos que te den: masa constante, aceleración constante o resistencia despreciable. Si una fórmula depende de uno de ellos, tiene que estar en la explicación. Una cuenta bien hecha con un modelo que no corresponde no responde el problema físico.
Distingue la rapidez media de la velocidad media
La rapidez media es la longitud total del recorrido dividida entre el tiempo transcurrido. La velocidad media es el desplazamiento dividido entre el tiempo transcurrido, dirección incluida. Quien corre 100 m de ida y 100 m de vuelta en 50 s tiene una rapidez media de 200/50 = 4 m/s, pero una velocidad media nula, porque la posición final es la inicial.
El ejemplo del ciclista da una rapidez media de 5 m/s, con 150 m en 30 s. Esos totales no fijan la rapidez en un instante. Si piden la rapidez instantánea, hace falta más, por ejemplo una pendiente local en la gráfica que corresponda.
Lee los ejes de la gráfica antes de usar la pendiente
En una gráfica de distancia acumulada frente al tiempo, la pendiente da la rapidez. Un tramo recto de (10 s, 20 m) a (30 s, 80 m) tiene pendiente (80 − 20)/(30 − 10) = 3 m/s. Usa la diferencia entre los extremos, no 80/30, porque este tramo no sale del origen.
Una gráfica de posición frente al tiempo usa la posición, no la distancia acumulada; su pendiente da la velocidad, que puede ser negativa. En una gráfica de velocidad frente al tiempo, la pendiente es la aceleración, y el área con signo en un intervalo es el desplazamiento. La misma línea que sube significa otra cosa si cambia la magnitud del eje vertical.
Usa la fuerza neta en la segunda ley de Newton
Para un objeto de masa constante en un sistema inercial, la suma vectorial de las fuerzas exteriores es Fnet = ma. Supón un carrito de 2 kg con 10 N horizontales hacia la derecha y 4 N en contra, hacia la izquierda. Con la derecha positiva, Fnet = 10 − 4 = 6 N, así que la aceleración es 6/2 = 3 m/s² hacia la derecha.
Los 10 N aplicados, solos, no son la fuerza neta. El diagrama debe llevar las fuerzas sobre el objeto elegido y las direcciones que importan. Las fuerzas verticales pueden equilibrarse y las horizontales no. Di el convenio de ejes antes de calcular componentes con signo.
Une trabajo y energía con las condiciones del enunciado
Si una fuerza constante va paralela al desplazamiento, el trabajo es fuerza por desplazamiento. Una fuerza de 6 N a lo largo de 3 m, en el mismo sentido, hace 18 J de trabajo. Si la fuerza va en ángulo, cuenta su componente en la dirección del desplazamiento; para una fuerza constante, la relación general es W = Fd cos θ.
Cerca de la superficie terrestre, un cambio de energía potencial gravitatoria se puede escribir ΔU = mgΔh si g es, en la práctica, constante. Subir 2 kg una altura de 1,5 m con g = 9,8 m/s² da 29,4 J. Di el cambio de altura y el modelo antes de comparar energías.
Lleva las unidades en las conversiones y las comprobaciones
Para pasar 54 km/h a m/s, multiplica por 1000 m/km y divide entre 3600 s/h: 54 × 1000/3600 = 15 m/s. Al cancelar unidades se ve por qué los factores van así. Fuerza dividida entre masa da aceleración, porque N/kg equivale a m/s².
Revisa aparte la magnitud pedida, los signos, las unidades y si el orden de magnitud es plausible. Un control de dimensiones puede descubrir una fórmula que no vale, pero no prueba que el modelo encaje. Lleva a Lirno el diagrama y el planteamiento si la duda está en el modelo y no en la cuenta.
Lleva la cuenta de la energía cuando varias fuerzas hacen trabajo
Un empuje horizontal constante de 12 N mueve una caja 3 m hacia la derecha. Una fricción constante de 4 N se opone al movimiento. El empuje hace +36 J de trabajo y la fricción hace −12 J. Si solo estas fuerzas hacen trabajo, el trabajo neto es +24 J, así que la energía cinética de la caja sube 24 J.
Para una caja de 2 kg que parte del reposo, ΔK = ½mv² da 24 = ½ × 2 × v², de modo que v = √24 ≈ 4,90 m/s. Con las fuerzas, la fuerza neta es 8 N y la aceleración 4 m/s²; v² = 2as = 24 coincide en las mismas condiciones de fuerza constante. Usar solo el empuje dejaría fuera la energía transferida por la fricción.
