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fisica

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by

Ricardo Hernandez

on 3 November 2014

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FISICA
QUE ES FISICA
Es el estudio del movimiento de un cuerpo
Es una ciencia que estudia la reacción de los cuerpos en su entorno.
se encarga de estudiar los fenómenos de el universo estudia la masa,peso,densidad.
MAGNITUDES FUNDAMENTALES
Son aquellas magnitudes fisicas, que gracias a su combicion,dan origen a las magnitudes derivadas.tres de las magnitudes fundamentales mas importantes son:la masa,la magnitud y el tiempo, pero en ocasiones en la física tambien se agrega la temperatura, la intensidad luminosa, la cantidad de sutancias y la intensidad de corriente
MAGNITUDES DERIVADAS
Las magnitudes derivadas son aquellas que en la combinación de las magnitudes fundamentales se derivan y se pueden determinar a partir de ellas utilizando las expresiones adecuandas pueden ser definidas o identificadas.

Todas las magnitudes físicas derivadas se define como combinación de las magnitudes fisicas fundamentales.

v .s (superficie) = L2

V (Volumen) = L3

D (Densidad) = M/L3

A (Aceleracion) = m/s2

F (Fuerza) = kg• m/s2
SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS
Magnitud Nombre Símbolo
Longitud metro:
m

Masa kilogramo:
kg

Tiempo: segundo
s

Intensidad de corriente eléctrica: ampere
A

Temperatura termodinámica: kelvin
K

Cantidad de sustancia mol:
mol

Intensidad luminosa candela:
cd
MULTIPLOS
Un número a es múltiplo de otro b cuando es el resultado de multiplicar este último por otro número c.

A=B.C

fórmula múltiplos
Dado un número natural obtenemos un múltiplo de él al multiplicarlo por otro número natural.

Ejemplo:
18 = 2 · 9 flecha18 es múltiplo de 2, ya que resulta de multiplicar 2 por 9.
SUBMULTIPLOS

Un número es un submúltiplo si otro lo contiene varias veces exactamente.

2 es un submúltiplo de 14, ya que 14 lo contiene 7 veces.

14 = 2 · 7

Un número es submúltiplo de otro, si éste es múltiplo del primero.

2 es un submúltiplo de 14, ya que 14 es múltiplo de 2.
NOTACION CIENTIFICA
La notación científica es un recurso matemático empleado para simplificar cálculos y representar en forma concisa números muy grandes o muy pequeños. Para hacerlo se usan potencias de diez.
Básicamente, la notación científica consiste en representar un número entero o decimal como potencia de diez.
En el sistema decimal, cualquier número real puede expresarse mediante la denominada notación científica.
ejemplos:

732,5051 = 7,325051 • 102 (movimos la coma decimal 2 lugares hacia la izquierda)

−0,005612 = −5,612 • 10−3 (movimos la coma decimal 3 lugares hacia la derecha).

Nótese que la cantidad de lugares que movimos la coma (ya sea a izquierda o derecha) nos indica el exponente que tendrá la base 10 (si la coma la movemos dos lugares el exponente es 2, si lo hacemos por 3 lugares, el exponente es 3, y así sucesivamente.
SUMA Y RESTA
Si tenemos una suma o resta (o ambas) con expresiones en notación científica, como en este ejemplo:

5,83 • 109 − 7,5 • 1010 + 6,932 • 1012 =

lo primero que debemos hacer es factorizar, usando como factor la más pequeña de las potencias de 10, en este caso el factor será 109 (la potencia más pequeña), y factorizamos:
109 (5,83 − 7,5 • 101 + 6,932 • 103) = 109 (5,83 − 75 + 6932) = 6.862,83 • 109
Arreglamos de nuevo el resultado para ponerlo en notación científica y nos queda:

6,86283 • 1012, si eventualmente queremos redondear el número con solo dos decimales, este quedará 6,86 • 1012.
MULTIPLICACION Y DIVICION
Para multiplicar se multiplican las expresiones decimales de las notaciones científicas y se aplica producto de potencias para las potencias de base 10.
Ejemplo:
(5,24 • 106) • (6,3 • 108) = 5,24 • 6,3 • 106 + 8 = 33,012 • 1014 = 3,301215
Se dividen las expresiones decimales de las notaciones científicas y se aplica división de potencias para las potencias de 10. Si es necesario, se ajusta luego el resultado como nueva notación científica.

Hagamos una división:

(5,24 • 107)
(6,3 • 104)

= (5,24 ÷ 6,3) • 107−4 = 0,831746 • 103 = 8,31746 • 10−1 • 103 = 8,31746 • 102

VARIABLES INDEPENDIENTES
Variable que puede cambiar libremente su valor, así como el primero, sin que su valor se vea afectado por alguna otra(s) variable(s). Generalmente, una variable independiente es la entrada de una función y normalmente se denota por el símbolo x, en tanto que frecuentemente y se reserva para la variable dependiente.
Por ejemplo, en y = f(x) = x 2, x es la variable independiente y y es la variable dependiente. Se permite que la variable x cambie libremente, en tanto que el valor de y tiene que cambiar conforme cambia x.
VARIABLES DEPENDIENTES
Una varible dependiente como su nombre lo dice depende del valor de otra,por ejemplo:y=x+2 en esta exprecion y se considera la variable dependiente ya que depende el valor de x es el resultado de y
PARAMETRO
Se conoce como imprescendible y orientativo para lograr evauar o valorar una determinada situacion.A partir de un parametro,una cierta circustancia comprenderce o ubicarse en perspectivo
VECTORES
Un vector fijo es un segmento orientado que va del punto A (origen) al punto B (extremo)
SUMA DE VECTORES
Para sumar dos vectores libres U vector y vector V se escogen como representantes dos vectores tales que el extremo de uno coincida con el origen del otro vector.
COMPONENTES RECTANGULARES
La eficacia de una cantidad vectorial depende de la dirección en la que actúa. Por ejemplo, suponga una fuerza (cantidad vectorial) que mueve una caja grande arrastrándola por el suelo.
La caja se moverá más fácil si se hala por medio de una cuerda inclinada (como se muestra en la figura) que si se empuja, debido a que la cuerda levanta la caja y la mueve hacia adelante al mismo tiempo.
En forma similar, al empujar la caja, se produce el efecto de añadir peso. Esto da la idea de que una fuerza, y en general, un vector, tiene componentes verticales y horizontales que podrían reemplazar al vector.
Ejercicios
DESPLAZAMIENTO
El desplazamiento hace mención al hecho de desplazar y a sus consecuencias. Este verbo, por otra parte, tiene diversos usos: puede referirse a moverse de lugar, sacar a alguien de una posición o viajar desde un sitio hacia a otro, entre otras cuestiones.

Ejemplo:

si decimos que una bicicleta recorre 8 metros al norte y después 16 metros al sur, y posteriormente llega a su punto original siendo un desplazamiento total de 0 después de un recorrido de 24 metros en total:
GRAFICOS DE POSICION
VERSUS TIEMPO
ECUACIONES:
MOVIMIENTO UNIFORME
(M.U)
Las Ecuaciones para MU son:
v=x/t
t=x/v
x=vt
Ejemplos:
Un automóvil se desplaza con una rapidez de 30 m por segundo, con movimiento rectilíneo uniforme. Calcule la distancia que recorrerá en 12 segundos.
Analicemos los datos que nos dan:
y reemplacemos con los datos conocidos:
¿Qué hicimos? Para calcular la distancia (d), valor desconocido, multiplicamos la rapidez (v) por el tiempo (t), simplificamos la unidad segundos y nos queda el resultado final en metros recorridos en 12 segundos: 360 metros


MOVIMIENTO UNIFORME
ACELERADO (MUA)
En la mayoría de los casos, la Velocidad de un objeto cambia a medida
que el movimiento evoluciona. A éste tipo de Movimiento se le denomina
Movimiento Uniformemente Acelerado.
ACELERACIÓN:
La Aceleración es el cambio de velocidad al tiempo transcurrido en un punto A a B. Su abreviatura es a.
VELOCIDAD INICIAL (Vo) :
Es la Velocidad que tiene un cuerpo al iniciar su movimiento en un período de tiempo.
VELOCIDAD FINAL (Vf) :
Es la Velocidad que tiene un cuerpo al
finalizar su movimiento en un período de tiempo.
La Fórmula de la aceleración está dada por la siguiente fórmula:
De la última formula se pueden despejar todas las variables, para aplicarlas
según sean los casos que puedan presentarse. A partir de ello, se dice que
enemos las siguientes Fórmulas de Aceleración:
a = aceleración
Vf = velocidad final
Vo = velocidad inicial
t = tiempo
En dirección hacia el sur, un tren viaja inicialmente a 16m/s; si recibe una aceleración constante de 2 m/s2. ¿Qué tan lejos llegará al cabo de 20 s.? ¿Cuál será su velocidad final en el mismo tiempo?

Veamos los datos que tenemos:
Conozcamos ahora la velocidad final del tren, transcurridos los 20 segundos:
Conocemos tres de las cinco variables, entonces, apliquemos las fórmulas:

Averigüemos primero la distancia que recorrerá durante los 20 segundos:
Respuestas:
Si nuestro tren, que viaja a 16 m/s, es acelerado a 2 m/s recorrerá 720 metros durante 20 segundos y alcanzará una velocidad de 56 m/s.
CAIDA LIBRE
El movimiento de los cuerpos en caída libre (por la acción de su propio peso) es una forma de rectilíneo uniformemente acelerado.
La distancia recorrida (d) se mide sobre la vertical y corresponde, por tanto, a una altura que se representa por la letra h.
En el vacío el movimiento de caída es de aceleración constante, siendo dicha aceleración la misma para todos los cuerpos, independientemente de cuales sean su forma y su peso.
Para resolver problemas con movimiento de caída libre utilizamos las siguientes fórmulas:


GOTA DE AGUA EN CAIDA LIBRE
Algunos datos o consejos para resolver problemas de caída libre:
Recuerda que cuando se informa que “Un objeto se deja caer” la velocidad inicial será siempre igual a cero (v0 = 0).
En cambio, cuando se informa que “un objeto se lanza” la velocidad inicial será siempre diferente a cero (vo ≠ 0).
Desarrollemos un problema para ejercitarnos
Desde la parte alta de este moderno edificio se deja caer una pelota, si tarda 3 segundos en llegar al piso ¿cuál es la altura del edificio? ¿Con qué velocidad impacta contra el piso?


Veamos los datos de que disponemos:
Para conocer la velocidad final (vf), apliquemos la fórmula
Ahora, para conocer la altura (h) del edificio, aplicamos la fórmula:
Respuestas:

La pelota se deja caer desde una altura de 44,15 metros e impacta en el suelo con una velocidad de 29,43 metros por segundo.
MOVIMIENTO 2D
Identificar el movimiento en dos dimensiones, y la independencia de sus vectores.

Un objeto que se lanza al espacio sin fuerza de propulsión propia recibe el nombre de proyectil.

Si se desprecia la resistencia ejercida por el aire, la única fuerza que actúa sobre el proyectil es supeso, que hace que su trayectoria se desvíe de la línea recta

En este tipo de movimiento se lanza el proyectil con todo el impulso en dirección vertical por lo cual la Vx =V0 y la Vy = 0.

Estas son las formulas que vamos a utilizar :
MOVIMIENTOS DE
PROYECTILES
Cuando un objeto es lanzado al aire, éste sufre una aceleración debida al efecto del campo gravitacional.
El movimiento más sencillo de éste tipo es la caída libre; pero cuando un cuerpo, además de desplazarse verticalmente, se desplaza horizontalmente, se dice que tiene un movimiento de proyectil, también conocido como movimiento parabólico, que es un caso más general de un cuerpo que se lanza libremente al campo gravitacional, y se trata de un movimiento bidimensional.
Un objeto que se lanza al espacio sin fuerza de propulsión propia recibe el nombre de proyectil
MOVIMIENTO PARABOLICO
Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme.
MOVIMIENTO CIRCULAR
UNIFORME
El movimiento circular, llamado también curvilíneo, es otro tipo de movimiento sencillo.
Estamos rodeados por objetos que describen movimientos circulares: un disco compacto durante su reproducción en el equipo de música, las manecillas de un reloj o las ruedas de una motocicleta son ejemplos de movimientos circulares; es decir, de cuerpos que se mueven describiendo una circunferencia.
A veces el movimiento circular no es completo: cuando un coche o cualquier otro vehículo toma una curva realiza un movimiento circular, aunque nunca gira los 360º de la circunferencia.
La experiencia nos dice que todo aquello da vueltas tiene movimiento circular. Si lo que gira da siempre el mismo número de vueltas por segundo, decimos que posee movimiento circular uniforme (MCU).
ESTADISTICA DE UNA PARTICULA
La física estadística o mecánica estadística es una rama de la física que mediante la Teoría de la probabilidad es capaz de deducir el comportamiento de los sistemas físicos macroscópicos a partir de ciertas hipótesis sobre los elementos o partículas que los conforman.

Los sistemas macroscópicos son aquellos que tienen un número de partículas parecido al número de Avogadro, cuyo valor, de aproximadamente 10^{23}, es increíblemente grande, por lo que el tamaño de dichos sistemas suele ser fácilmente concebible por el ser humano, aunque el tamaño de cada partícula constituyente sea de escala atómica. Un ejemplo de un sistema macroscópico seria, por ejemplo, un vaso de agua.
DINAMICA
Es la rama de la física que describe la evolución en el tiempo de un sistema físico en relación con las causas que provocan los cambios de estado físico y/o estado de movimiento. El objetivo de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación. El estudio de la dinámica es prominente en los sistemas mecánicos (clásicos, relativistas o cuánticos), pero también en la termodinámica y electrodinámica. En este artículo se describen los aspectos principales de la dinámica en sistemas mecánicos, y se reserva para otros artículos el estudio de la dinámica en sistemas no mecánicos.
FUERZA DE CONTACTO
Cuando hablamos de “fuerza” nos referimos físicamente a una acción que se ejerce sobre un cuerpo produciendo un determinado efecto. Esto puede resultar en una modificación de su movimiento, si se encuentra en ese estado, o de su aspecto físico. Incluso, pueden producirse ambos efectos al mismo tiempo. Todo depende de las características del objeto y de la magnitud de la fuerza que se le aplica.
FUERZAS MECANICAS
ESPECIALES

Peso de un cuerpo:
El peso de un cuerpo es la fuerza con la q el es a traído por la fuerza de gravedad.
El peso de un cuerpo se representa mediante un vector P dirigido verticalmente hacia abajo, actuando independientemente de si el cuerpo esta en reposo o en movimiento.
El peso es el producto de la masa gravitacional de un cuerpo por la aceleración de la gravedad terrestre por lo que puede escribirse en la siguiente ecuación:

P = m . g

FUERZA NORMAL:

Toda fuerza ubicada sobre un plano experimenta una fuerza ejercida por el mismo. Esta es denominada fuerza normal. Con esto podemos definir que la fuerza normal en la fuerza formada por un plano sobre un cuerpo que esta apoyado en el.La palabra normal es usada por que sin la presencia del rozamiento la N será siempre perpendicular a la superficie.
Esta fuerza se representa a través de un vector dirigido hacia arriba perpendicularmente hacia el plano o superficie de contacto.
Cuando el cuerpo esta horizontal la magnitud de la fuerza normal es igual a la magnitud peso del cuerpo. Escribiéndose:


N = P = m . g

Fuerza de tensión:

Cuando los cuerpos están suspendidos en los hilos suponen la introducción de las tensiones en su condición de fuerzas interiores que se propagan a través del hilo. En condiciones estadísticas, como las de un cuerpo colgando del techo la tensión del hilo coinciden, en magnitud con la fuerza de peso; es de hecho la fuerza que equilibra el peso.


Fuerza de fricción o de rozamiento:

Aparece cuando dos cuerpos están en contacto entre ellos, y al menos uno de los cuerpos se mueve. La fuerza de fricción o fuerza de rozamiento tienen la misma dirección del movimiento pero en sentido opuesto. Esta fuerza se presenta a través de un vector de sentido opuesto a la fuerza aplicada para producir el movimiento.
Son 4 tipos:
2 LEY DE NEWTON
La Segunda Ley de Newton establece lo siguiente:
La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.
De esta forma podemos relacionar la fuerza y la masa de un objeto con el siguiente enunciado:Una buena explicación para misma es que establece que siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce una fuerza sobre el primero cuya magnitud es igual, pero en dirección contraria a la primera. También podemos decir que la segunda ley de Newton responde la pregunta de lo que le sucede a un objeto que tiene una fuerza resultante diferente de cero actuando sobre el.

1 LEY DE EQUILIBRIO
Un cuerpo se encuentra en estado de equilibrio traslacional si y sólo si la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre él es igual a cero.Cuando un cuerpo está en equilibrio, la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es cero. En este caso, Rx como Ry debe ser cero; es la condición para que un cuerpo esté en equilibrio:
2 LEY DE EQUILIBRIO
La suma algebraica de las torcas aplicadas a un cuerpo con respecto a un eje cualquiera perpendicular al plano que los contiene es igual a cero.
Momento de fuerza o torca:
El momento de una fuerza o torca produce una rotación de un cuerpo alrededor de un punto fijo físicamente llamado eje.
El momento de una fuerza con respécto a un punto cualquiera, (centro de momento o eje de rotación) es el producto de la fuerza por la distancia prependicular del centro de momento a la fuerza (brazo de momento)
Los signos de este pueden ser positivo cuando el movimiento es anti-horario con respecto a su eje, y negativos cuando es horario con respecto a su eje.
PALANCAS
La palanca es una máquina simple que se emplea en una gran variedad de aplicaciones. Probablemente, incluso, las palancas sean uno de los primeros mecanismos ingeniados para multiplicar fuerzas. Es cosa de imaginarse el colocar una gran roca como puerta a una caverna o al revés, sacar grandes rocas para habilitar una caverna. Con una buena palanca es posible mover los más grandes pesos y también aquellos que por ser tan pequeños también representan dificultad para tratarlos.
TORQUE
Cuando se aplica una fuerza en algún punto de un cuerpo rígido, dicho cuerpo tiende a realizar un movimiento de rotación en torno a algún eje.
Ahora bien, la propiedad de la fuerza aplicada para hacer girar al cuerpo se mide con una magnitud física que llamamos torque o momentode la fuerza.
Entonces, se llama torque o momento de una fuerza a la capacidad de dicha fuerza para producir un giro o rotación alrededor de un punto.
PARES DE FUARZA
Un par de fuerzas es un sistema de dos fuerzas paralelas, de igual intensidad y de sentido contrario, que produce un movimiento de rotación.Cuando alguien utiliza una llave para quitar la rueda de un coche (automóvil), aplica dos fuerzas iguales y de sentido contrario.
Se observa que la llave no experimenta movimiento de traslación alguno, es decir, no se desplaza, pero sí gira bajo la acción del par de fuerzas.
Aunque la resultante de las fuerzas del par es nula (R = F1 – F2 = 0), sin embargo, los momentos de cada fuerza del par, con respecto al punto E, suman su capacidad de producir un giro, por ello el efecto de un par de fuerzas es producir una rotación.
El volante (manubrio) de un carro (automóvil) es una aplicación práctica de un par de fuerzas.También lo son las regaderas que se usan en los jardines para regar el césped.
Entonces, diremos que un par de fuerzas, es un sistema formado por dos fuerzas de la misma intensidad o módulo, pero de dirección contraria, capaces de producir en su momento una rotación.
POTENCIA
En física, potencia (símbolo P)nota 1 es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo.
Si W es la cantidad de trabajo realizado durante un intervalo de tiempo de duración Δt, la potencia media durante ese intervalo está dada por la relación:

TRABAJO
Se denomina trabajo infinitesimal, al producto escalar del vector fuerza por el vector desplazamiento.
Donde Ft es la componente de la fuerza a lo largo del desplazamiento, ds es el módulo del vector desplazamiento dr, y q el ángulo que forma el vector fuerza con el vector desplazamiento.

El trabajo total a lo largo de la trayectoria entre los puntos A y B es la suma de todos los trabajos infinitesimales
ENERGIA MECANICA
La energia mecanica es el resultado de la suma de la energia cinetica y la potencial gravitacional. la unidad de medida de la energia mecanica es Joules (J) y su formula se representa de la siguiente manera:
Em = Ec+ Ep
Ejemplo:
Si la piedra al estar arriba tiene una energia potencial de 85 J y cuando esta bajando tiene una energia cinetica de 110 J su energia mecanica se averigua de la siguiente manera:
Em = Ec + Ep
Em = 110 J + 85J
Em = 195 J
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