FÍSICA

Es la ciencia que observa la Naturaleza, y trata de describir las leyes que la gobiernan mediante expresiones matemáticas

1. MEDICIÓN

Es comparar una cosa con otra, es decir, comparamos una magnitud con respecto a otra

MAGNITUD

Es toda propiedad de los cuerpos que se puede medir

Por su origen se dividen:

Magnitudes fundamentales: Aquellas establecidas arbitrariamente y consideradas independientes, que sirven de base para escribir las demás magnitudes (m, t, T, n)

Magnitudes derivadas: Son las que se derivan de las magnitudes fundamentales. Por ejemplo: velocidad, densidad, superficie, volumen, presión, etc.

MAGNITUD ESCALAR

Son aquellas que quedan totalmente determinadas dando un solo número real y una unidad de medida.

Por su naturaleza se dividen en:

MAGNITUD VECTORIAL

Aquellas magnitudes en las que además de tener el valor numérico y la unidad, se necesita conocer una dirección, un sentido y un punto de aplicación.

UNIDADES

Cantidad que se adopta como patrón para comparar con ella cantidades de la misma especie.

UNIDADES FUNDAMENTALES

Magnitud fundamental Unidad Abreviatura

Longitud metro m

Masa kilogramo kg

Tiempo segundo s

Temperatura kelvin K

Intensidad de corriente amperio A

Intensidad luminosa candela cd

Cantidad de sustancia mol mol

UNIDADES DERIVADAS

Magnitud Unidad Abreviatura Expresión SI

Superficie metro cuadrado m2 m2

Volumen metro cúbico m3 m3

Velocidad metro por segundo m/s m/s

Fuerza newton N Kg·m/s2

Energía, trabajo julio J Kg·m2/s2

Densidadkilogramo/metro

cúbico Kg/m3 Kg/m3

La materia es todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio y tiene propiedades características.

2. MATERIA

No dependen del tipo de sustancia, pero si de la cantidad de la materia que se trata.

PROPIEDADES GENERALES

Masa

Peso

Volumen

Impenetrabilidad

Inercia

Divisibilidad

Atracción

Porosidad

Elasticidad

Temperatura

PROPIEDADES ESPECÍFICAS

Son aquellas que no dependen de la cantidad de materia y son particulares de cada sustancia

Físicas: organolépticas, densidad, maleabilidad, ductilidad, dureza, conductividad térmica y eléctrica, P. Ebullición, P. Fusión, Índice de refracción, tenacidad, brillo, Elasticidad, Viscosidad .

Químicas: Reactividad, oxidación, combustibilidad, reducción, acidez, basicidad.

Calor específico (c) : Cantidad de calor (Q) que se necesita para elevar la temperatura (T) en un grado un gramo de masa (m).

Coeficiente de dilatación: Es el cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente experimenta un cambio de temperatura que lleva consigo una dilatación térmica.

ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA

MATERIA

SOLIDO

Tiene forma y volumen constantes

Las partículas que lo forman tienen unas fuerzas de atracción grandes.

Las partículas sólo pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones fijas.

Forman estructuras cristalinas mediante disposiciones ordenadas formando figuras geométricas.

Al aumentar la temperatura, aumenta la vibración de las partículas.

LÍQUIDOS

Los líquidos tienen volumen constante y forma variable ( se adaptan al recipiente que los contiene).

Las partículas están unidas por fuerzas de atracción menores que en los sólidos.

Las partículas de los líquidos tienen capacidad para desplazarse y pasar a través de orificios pequeños.

Debido a las fuerzas de rozamiento de sus partículas, tienen mayor o menor facilidad para moverse.

Son incompresibles; al aumentar la T, aumenta la movilidad de las partículas; algunos líquidos pueden difundirse en otros y algunos son inmiscibles.

No tienen forma fija ni volumen fijo. Son fluidos como los líquidos.

Las fuerzas que unen sus partículas son muy débiles.

Las partículas se mueven de forma desordenada con choques entre ellas y con las paredes del recipiente que las contiene.

Presentan la propiedad de expansibilidad y compresibilidad ya que sus moléculas se mueven libremente y ocupan todo el espacio disponible.La compresibilidad tiene límite y si se reduce mucho el volumen en el que se recoge el gas, éste pasará al estado líquido.

GASES

PLASMAEstado fluido similar al estado gaseoso pero en el que determinada proporción de sus partículas están cargadas eléctricamente y no poseen equilibrio electromagnético, por eso son buenos conductores eléctricos y sus partículas responden fuertemente a las interacciones electromagnéticas de largo alcance.

SÓLIDO LÍQUIDO GASEOSO

FUSIÓN

CONGELACIÓN

EVAPORACIÓN

SUBLIMACIÓN

CONDENSACIÓN

SUBLIMACIÓN INVERSA

CAMBIOS DE ESTADO

+ T

- T

LA MATERIA

experimenta

Cuando

Que son producidos por la

EVAPORACIÓN SUBLIMACIÓNFUSIÓN CONGELACIÓN CONDENSACIÓN

DISMINUYE LA TEMPERATURA

SUBLIMACIÓN INVERSA

AUMENTA LA TEMPERATURA

CAMBIOS DE ESTADO

TEMPERATURA

Se produce Se produce

Que es el paso de

Que es el paso deQue es el paso de

Que es el paso deQue es el paso de Que es el paso de

a aa aa a

ESTADO SÒLIDO

ESTADO LÍQUIDO

ESTADO LÌQUIDO

ESTADO GASEOSO

ESTADO GASEOSO

ESTADO GASEOSO

ESTADO GASEOSO

ESTADO SÒLIDO

ESTADO SÒLIDO

ESTADO SÒLIDO

ESTADO LÍQUIDO

ESTADO LÍQUIDO

3. CINEMÁTICA

Parte de la mecánica que trata del movimiento en sus condiciones de espacio y tiempo, sin tener en cuenta las causas que lo producen.

Movimiento:

Cambio de posición de los cuerpos desde un punto de referencia. Al cuerpo que se mueve se le llama móvil.

Sistema de referencia:

Es un conjunto de convenciones usadas por un observador para poder medir la posición y otras magnitudes físicas de un sistema.

Posición:

la posición de un objeto en el espacio constituye una magnitud vectorial que permite establecer su localización dentro de un sistema de coordenadas.

Desplazamiento:

Es la distancia que recorre un móvil desde un punto A hasta un punto B

Trayectoria :

Es camino que recorre un cuerpo en movimiento

Velocidad:

La rapidez con que se produce un movimiento, se calcula dividiendo la distancia entre el tiempo.

Los tipos de movimiento mas comunes son:

Movimiento rectilíneo UniformeMovimiento rectilíneo Uniformemente AceleradoMovimiento CircularMovimiento ParabólicoMovimiento Pendular

Movimiento Rectilíneo Uniforme

Es cuando describe una trayectoria recta y uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, es decir, su aceleración es nula.

Implica que la velocidad media entre dos instantes

cualesquiera siempre tendrá el mismo valor.

Un móvil viaja en línea recta con una velocidad media de 1200 cm/s durante 9 s; posteriormente con velocidad media de 480 cm/s durante 7 s, siendo ambas velocidades del mismo sentido:

a) Cuál es el desplazamiento total en el viaje de 16s? D = V*t; Dt = D1 + D2

b) ¿cuál es la velocidad media del viaje completo?

Dv = Dt / tt

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado

Es aquel en el que un cuerpo se desplaza sobre una recta con aceleración constante. Esto implica, por ejemplo la caída libre de un cuerpo, con aceleración de la gravedad constante.

la aceleración es la variación de la velocidad de un móvil con respecto al tiempo.

a = v/t

Y cuando no parte del reposo es:

donde:

a = aceleración de un móvil en m/s2 , cm/s2

Vf = velocidad final del móvil en m/s, cm/s

Vi = velocidad inicial del móvil en m/s, cm/s

t= tiempo en que se produce el cambio de velocidad en segundos

1. Un motociclista que parte del reposo y 5 segundos más tarde alcanza una velocidad de 25 m / s ¿qué aceleración obtuvo?

2. ¿Un coche de carreras cambia su velocidad de 30 Km. / h a 200 Km/h. en 5 seg, cual es su aceleración?

3. Un automóvil se desplaza inicialmente a 50 km/h y acelera a razón de 4 m/seg2 durante 3 segundos ¿Cuál es su velocidad final? (Vf = Vo + at)

Movimiento Circular

Es el que se basa en un eje de giro y radio constante: La trayectoria será una circunferencia. Si, además, la velocidad de giro es constante, se produce el movimiento circular uniforme.

No se puede decir que la velocidad es constante ya que, al ser una magnitud vectorial, tiene modulo, dirección y sentido.

También podemos calcular el movimiento circular en radianes y en revoluciones, esto es el tiempo que tarda en dar vuelta un objeto

Movimiento Parabólico

Es realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. También es posible demostrar que puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos.

Desde un piso horizontal, un proyectil es lanzado con una velocidad inicial de 10 m/s formando 30º con la horizontal. Si consideramos que la aceleración de la gravedad es 10 m/s2. Calcular:

a) El tiempo que tarda en llegar al piso.

b) La máxima altura que alcanza.

c) ¿A qué distancia del punto de lanzamiento choca con el piso?

Movimiento PendularEs una forma de desplazamiento que presentan algunos sistemas físicos como aplicación practica al movimiento armónico simple. Tiene tres:

Péndulo Simple:

Esta constituido por una masa puntual (m) suspendida de un hilo inextensible y sin peso que oscila en el vacío en ausencia de fuerza de rozamientos.

Péndulo de torsión:

Se desplaza con movimiento armónico de rotación en torno a un eje fijo cuando un ángulo de giro resulta función del tiempo y el cuerpo se encuentra sometido a una fuerza recuperadora

Péndulo Físico

llamado “péndulo compuesto”, es un sistema integrado por un solido de forma irregular, móvil en torno a un punto o a eje fijos, y que oscila solamente por acción de su peso.

4. DINÁMICA

Parte de la física que estudia el movimiento en relación con las causas que lo producen.

Fricción:

Es una fuerza de contacto que actúa para oponerse al movimiento deslizante entre superficies. Actúa paralela a la superficie y opuesta al sentido del deslizamiento. Se denomina como Ff . La fuerza de fricción también conocida como fuerza de rozamiento.

LEYES DE NEWTON

Científico inglés que escribió “Los principios matemáticos de la

filosofía natural” ("Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica"). En este libro, entre

otros temas, enunció sus leyes del movimiento.

PRIMERA LEY

“ Todo cuerpo continua en su estado de reposo o de velocidad uniforme en línea recta a menos que una fuerza neta que actué sobre el y lo obligue a cambiar ese estado “

La aplicación más importante de la primera ley de Newton es encontrar el valor de fuerzas que actúan sobre una partícula, a partir de la condición de equilibrio.

Ésta plantea que si una partícula está en equilibrio, se cumple que: ∑F = 0

Como la fuerza es una cantidad vectorial, podemos plantear que: ∑Fx = 0 y ∑Fy = 0

(Componentes rectangulares de las fuerzas).

EJEMPLOCalcule la tensión en cada alambre que sostiene al foco, considerando un peso de 18 N.

∑Fy = 0 = Ta sen 30º + Tb sen 45º - w

Ta sen 30º + Tb sen 45º = w ............... Ec. (1)

∑Fx = 0 = - Ta cos 30º + Tb cos 45º = 0

Ta cos 30º = Tb cos 45º

Despejando Ta:

……………….. Ec. (2)

Sustituyendo (2) en (1):

(Ta) sen 30º + Tb sen 45º = w

Tb ) * sen 30º + Tb sen 45º = W

Tan

𝑻𝒂=𝑻𝒃∗𝒄𝒐𝒔𝟒𝟓𝒄𝒐𝒔𝟑𝟎

Tb ( cos 45 * tan 30) + Tb sen 45 = w

 

despejando Tb:

 Tb ( cos 45 * tan 30 + sen 45) = W

Sustituyendo éste valor en (2):

……………….. Ec. (2)

El transbordador endeavor despega para una misión de 11 días en el espacio. Todas las leyes de movimiento de Newton, la ley de la inercia, de la acción y reacción y la aceleración producida por una fuerza resultante, se muestra durante este despegue.

SEGUNDA LEY

“ La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él, e inversamente proporcional a su masa. “

entorno

cuerpo

2F

1F3F

RFa

Una fuerza resultante produce una aceleración

La aceleración es directamente proporcional a la fuerza.

La aceleración es inversamente proporcional a la masa.

FUERZA

Fuerza debida a una aceleración particular (g).

ECUACIONES:

PESO

FUERZA VS. EL PESO

TERCERA LEYSiempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejercerá una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero. Con frecuencia se enuncia como:

"A cada acción corresponde una reacción, pero en sentido contrario"

Un hombre empuja una pared rígida. Como se explicaría la tercera ley?

Si el hombre ejerce sobre la pared una fuerza de 200 N, entonces se puede asegurar que la pared ejerce sobre el hombre una fuerza, también de 200 N.