FSICA

FSICACUADERNO DIGITAL

SANTIAGO CRDENAS16/01/2014

PRIMER PARCIAL HIDROSTATICA HIDRODINAMICA

HIDROESTATICAEs la ciencia que estudia los fluidos (lquidos, gases) en reposo.LIQUIDOS:Desde el punto de vista molecular, las molculas que forman el lquido estn separadas formando espacios intermoleculares pero elctricamente unidas. espacios intermolecularesGASES:Las molculas estn totalmente separadas sin formar espacios intermoleculares y que se mueven aleatoriamente.Tanto los lquidos y los gases adoptan la forma del recipiente que los contienen.

Visor SuperiorSuperficie horizontal

H

REPOSO: Todas las molculas del fluido tienen la misma temperatura, formando un solo cuerpo.DEFINICIONES:Densidad volumtrica. La densidad es una de las propiedades de las sustancias que establece la relacin entre la masa sobre el volumen, siempre es una expresin escalar.Si el fluido tiene la misma sustancia se considera la densidad constante en cualquier punto del fluido.

Anlisis dimensionales. = MPESO ESPECFICO (Pe)Se define como el peso de la unidad de volumen de una determinada W=peso de la sustancia V= volumenAnlisis Pim: Pe=PRESIN [P] []En fluido lo ms recomendable es trabajar con el termino presin antes que con fuerza.

F=fuerza A= reaESCENARIO DE ANLISIS: Fluidos puros Afectada por el campo gravitatorio g=gravedad Capa atmosfrica(oxigeno)Patm= presin atmosfrica = 760mmHg

Q g = -9,8

h

CAMPO GRAVITATORIO ISOTRPICO (igual en todos los puntos)

La fuerza se distribuye a lo largo de la superficie horizontal del fluido.F=

F

h

P total= Patm+ PfluidoP absolutoLa PRESION es la relacin entre la fuerza aplicada sobre un rea determinada en forma vertical. La fuerza no se transmite en la direccin aplicada ya que se transmiten en todas direcciones PRESION HIDROSTTICA:Los fluidos ejercen presin sobre los objetos que se sumergen en ellos y sobre las paredes del recipiente que los contiene, dicha presin es aplicada en forma de fuerzas que son perpendiculares a la superficie del cuerpo sumergido y de modulo constante. A esta presin se denomina Presin Hidrosttica.F=fuerzaFN= fuerza normal o perpendicular al rea

1mmHg= 133Pa1atm=1,01*1atm=1kg 1kg

Fn

A

TORRIICELLI:Fsico italiano que demostr que las capas atmosfricas que rodean a la tierra ejercen una presin sobre los cuerpos sumergidos en ella, a esta presin se lo llama PRESIN ATMOSFERICA.Hg

TENSION SUPERFICIALLa tensin es el resultado de las fuerzas moleculares que ejercen una atraccin no compensada hacia el interior del lquido sobre las molculas individuales de la superficie.vvvvvvvv

CAPILARIDADEs la elevacin de la superficie de un lquido de la zona de contacto con un slido, la capilaridad depende de las fuerzas creadas por la tensin superficial, este proceso o fenmeno se produce de forma ms marcada en tubos pequeos llamadas capilares.

PRINCIPIOSPRINCIPIO DE PASCAL Toda presin aplicada a un fluido confinado se transmite sin reduccin a todos los puntos de los fluidos y a las paredes del depsito que lo contiene.Patm PatmPatm

Considere a un cuerpo sumergido a un lquido , la parte inferior de dicho cuerpo soporta el peso de la parte superior del cuerpo y a la vez de la parte superior , la presin exterior que se transmite al interior del lquido en cual se considera incomprensible y densidad constante:APLICACIN: LA PRENSA HIDRAULICAP=

Las presiones son iguales pero las fuerzas no siempre.A1A2

F1=

EJEMPLO: para elevar un autoF auto= 9800 NP1=P2=50=

F1=100N personasA1= autoP1=pascal

PRINCIPIO DE ARQUIMDESTodo cuerpo sumergido en un lquido en equilibrio experimenta un empuje vertical dirigido hacia arriba e igual al peso del volumen del lquido desalojado.Emp=EmpujeMs=Masa del solido

F=0Emp-mg=0Emp=m.g

Vol=volumen desalojado

Empmg

Emp=mlia.gmlia.g=ms.gmlia=msPor lo anterior todo el cuerpo en contacto con un fluido esta siempre cometido a dos fuerzas, en direcciones opuestas: su peso hacia abajo y empuje hacia arriba, de lo cual se deduce tres posibilidades.1. El empuje es menor que el peso, por lo tanto el cuerpo llega al fondo y permanece en l.Emp h

Caso 3: Objeto ubicado en el centro de curvatura (C).h = hVZona RealZona VirtualhhFC

Caso 4: Ubicado en el foco del espejo.VZona RealZona VirtualhFC

Los rayos no se topan.

Caso 5: Objeto ubicado entre V y F.Zona RealZona Virtual

VFC

hhh < h La imagen formada es virtual a la derecha.

Espejos ConvexosTanto el foco (), como el centro de curvatura (C) se encuentran en la zona virtual.Zona RealZona Virtual

CFV

Caso nico: Objeto ubicado en frente del espejo.Zona RealZona Virtual

La imagen es virtual y derecha siendo adems de menor tamaohh

CFV

ss

Formula de descartesPara todo espejo esfrico cncavo o convexo se cumple:

F: Distancia del foco al espejoS: Distancia al espejoS: Distancia de la imagen al espejo

Debe cumplir con la siguiente regla

Positivo (+)Negativo (-)

F y RPara un espejo cncavoPara un espejo convexo

sSiempreNunca

s'Si la imagen es realSi la imagen es virtual

Aumento lateral en espejos esfricos

Para todo espejo esfrico (cncavo o convexo) se cumple siempre(Aumento lateral para espejos esfricos)

Si el aumento es positivo M > 0, la imagen es derecha.Si el aumento es negativo M < 0, la imagen esta invertida.

LENTESEs un cuerpo transparente limitada por superficies esfricas lo suficientemente cercanos entre si como para que se pueda despreciar la distancia entre ellos (el grueso de la lente). Una de las superficies puede ser plana

Lentes convergentesCualquier lente que sea ms grueso en su centro que en sus bordes es convergente.Existen 3 tipos

Lente Biconvexo Lente plano convexo Lente menicoconvexoLa propiedad ms importante en la lente es que todos los rayos refractados en la lente, provienen de rayos incidentes paralelos convergen en un punto del plano focal.

Elementos de una lente convergenteCentro ptico: Es el centro de la lente. Todos los rayos que atraviesan por este punto lo hacen sin desviarse.Centro de curvatura (c1, c2) son los centros de las superficies esfricos que forman las caras de la lente.Eje Principal: Eje determinada por la recta que pasa por C1, C2 y CRadio de curvatura: Radio de las superficies esfricas R1=R2Foco del espejo (F1) Es un punto del eje principal, tal que, todo rayo que pasa por el emerge de la lente paralelos al eje principal. Se encuentra en la regin donde se ubica el objeto (Zona virtual).Foco Imagen (F2): Punto del eje principal en donde ese encuentra (convergen) los rayos refractados por la lente, provenientes de rayos incidentes paralelo al eje principal. Se encuentra en la que regin donde no est el objeto (Zona real).Distancia focal (f): Es la distancia entre uno de los focos de la lente (F1, F2) y el centro pticoZona Real: Zona donde no se encuentra el objeto, en esta zona las distancias positivasZona Virtual Zona donde se encuentra el objetoRAYOS PRINCIPALES EN LENTES CONVERGENTESRayos paralelos: Son aquellos rayos que inciden paralelamente al eje principal, atraviesan la lente y convergen en el foco de la imagenRayos Focales. Pasan por el foco y se reflejan paralelamente al eje principalRayos Centrales: Son aquellos que pasan por el centro ptico, no sufren ningn fenmeno.

FORMACION DE IMGENESCaso 1: Ubicado en un punto detrs del C1

Caso 2: Objeto en el centro

Caso 3: Objeto ubicado entre C1 y F1

Caso 4: Objeto ubicado en el foco

Caso 5: Objeto ubicado entre F1 y C

Lente divergenteCualquier lente que sea ms gruesa en sus bordes que en su centro es divergente, existen 3 tipo

Lente Biconcavo Lente Plano cncavo Lente Henisco Concavo

La propiedad ms importante que presenta este tipo de lentes, es que todos los rayos que inciden paralelos entre s, son hechos divergentes por esta lente, adems las prolongaciones de estos concurren en un solo punto del plano focal.Zona VirtualZona Real

Foco Imagen: F1: es el punto del eje principal en donde se intersecan las prolongaciones de los rayos refractados en la lente provenientes de rayos incidentes para lelos al eje principalFoco objeto (F2): Es el punto del eje principal en donde se intersectan las prolongaciones de aquellos rayos incidentes que emergen paralelamente a dicho eje principal R1=R2Formacin de imagenRayos paralelosSon aquellos que inciden paralelamente al eje principal de la lente emergiendo de tal manera que sus prolongaciones se intersectan en foco.

Rayos focalesSon aquellos incidentes en la lente de tal medio que sus prolongacin se intersecta en el foco del objeto e emergido de la lente paralelo al eje principalRayos centralesSon aquellos que inciden en la lente por su centro ptico sin sufrir deformacin alguna.Las lentes divergentes solo producen un tipo de imagen y es si el objeto esta frente a la lente, y su imagen es virtual y de menor altura.

Ecuacin de los focos conjugados para lentes delgados tanto para lentes divergentes como convergentes se cumple:

F: Distancia del foco al espejoS: Distancia al espejoS: Distancia de la imagen al espejo

Debe cumplir con la siguiente regla

Positivo (+)Negativo (-)

F y RLente convergenteLente divergente

sObjeto en la zona virtualObjeto en la zona real

s'Imagen en la zona realImagen en la zona virtual

Aumento

Por conexin:Si M es mejor que 0 la imagen esta potencia de una lente (P) Se llama potencia de su distancia focal Ejercicios.Cul es la longitud mnima de un espejo que necesita una persona para verse de cuerpo entero.

Determine la distancia entre las imgenes del objeto O producidas por los espejos I y II en la siguiente disposicin.2020

15O

15

Una persona se encuentra a 1 cm delante del espejo plano, detrs de la persona a 2m hay un rbol de 8m de altura. Cul debe ser la longitud mnima del espejo que necesita la persona para ver el rbol completo?

G4m4m

C8m

LFBA

LED3m4m1m2m

En el grafico mostrado calcular la longitud mnima que debe tener el espejo plano colocado en la pared vertical para que la persona pueda ver toda la silla a travs del espejo

f=0,6Un espejo cncavo tiene 8cm de radio de curvatura. Determine la distancia s a la que debe colocarse una persona desde la superficie del espejo para que el tamao de su imagen sea el 40% de su tamao.

Zona RealZona Virtual

VFC

50cm

h

s

TERCER PARCIAL CINEMATICA

CINEMATICACinemtica es la parte de la fsica que estudia el movimiento de los cuerpos, aunque sin interesarse por las causas que originan dicho movimiento. Un estudio de las causas que lo originan es lo que se conoce como dinmica.Cinemtica diferenciales.-Es la diferencia entre dos puntos de tal manera que el punto se aproxima al otro lo que se constituye en un diferencial infitecimalEjemplo: 7-4 = 3

x 4 4,000000001 7

Dx= 4,0000001-4= 1*DiferencialCINEMTICAEs la parte de la fsica que estudia el movimiento de las partculasMOVIMIENTOEs el cambio de la posicin que experimenta a la partculaPOSICINLa ubicacin en un instante (t) dentro d la trayectoria

TRAYECTORIAEs la figura geomtrica que describe la partcula al moversePARTCULAEs una representacin puntual de un cuerpo que slo nos interesa su masa pero no sus dimensiones.

DESPLAZAMIENTOEs el cambio de posicin de un cuerpo entre dos instantes o tiempos bien definidos.VELOCIDADLavelocidades unamagnitud fsicade carctervectorialque expresa el desplazamiento de un objeto porunidad de tiempo.VELOCIDAD INSTANTANEAEs la variacin instantnea de la posicin respecto al tiempo y se define como la derivada del vector posicin en el espacio, s, respecto al tiempo:

v (t) = d s (t) / dtACELERACIONEs una magnitudvectorialque nos indica el cambio develocidadporunidad de tiempo. En el contexto de lamecnica vectorial newtonianase representa normalmente poroy sumdulopor. Sus dimensiones son. Su unidad en elSistema Internacionales elm/s2.TIPOS DE MOVIMIENTO Movimiento rectilneo Movimiento acelerado Movimiento de cola Movimiento ondulatorio Movimiento parablico Movimiento Pendular Pndulo simpleSISTEMAS REFERENCIALES (S.R)Un sistema de referencia es un conjunto de coordenadas espacio-tiempo que se requiere para poder determinar la posicin de un punto en el espacio. Un sistema de referencia puede estar situado en el ojo de un observador. El ojo puede estar parado o en movimiento. La trayectoria descrita por un mvil depende del sistema de referencia que arbitrariamente elijamos. En el ojo de la escena se sita nuestro sistema de referencia; modifica su posicin y su velocidad y la velocidad del mvil (punto rojo) y vers cmo puede llegar a cambiar lo que percibe el ojo, en funcin de dnde est y cmo se mueva.S.R. Coordenadas Cartesianas (S.R.C.C)Los diagramas y coordenadas cartesianas estn siendo, a partir de Ren Descartes, una de las herramientas ms usadas y ms tiles en el estudio de las matemticas desde la enseanza primaria hasta las investigaciones y enseanzas universitarias.

S.R. UnidimensionalSe utiliza un solo conjunto, el de los nmeros reales

S.R.C.C BidireccionalUn sistema de referencia bidimensional quiere decir que se usaran dos coordenadas para ubicarte por ejemplo X y Y con esto lograras dar la ubicacin de una partcula o un objeto sobre un plano cualquiera.

S.R.C.C. Tridimensional

Cada uno de los ejes es perpendicular entre s. Nos da una visin o una en 3 dimensionesGeneralizando: S.R.C. Tangencial Normal(x,y,z) se realiza en R3

S.R.C. Polares (Transversal Radial)

S.R.C Cilndricas