Proyecto ofimatica carlos pelaez

Nombre: Carlos Peláez R Carrera: Mec Automotriz Materia: ofimática Tema: Física N°1 Código: 1617732

Instituto superior vida nueva

Física Definición

La palabra física proviene del vocablo griego fisis que significa “naturaleza”. Es la ciencia que estudia las propiedades de los cuerpos y las leyes que rigen las transformaciones que afectan a su estado y a su movimiento, sin alterar su naturaleza. Es decir, la ciencia encargada de analizar las transformaciones o fenómenos físicos; por ejemplo, la caída de un cuerpo o la fusión de un hielo. La física es la ciencia más fundamental, está estrechamente relacionada con las demás ciencias naturales, y en cierto modo las engloba a todas. La química, por ejemplo, se ocupa de la interacción de los átomos para formar moléculas; gran parte de la geología moderna es en esencia un estudio de la física de la Tierra y se conoce como geofisica ; y la astronomía trata de la física de las estrellas y del espacio exterior.

http://www.labrujulaverde.com/2014/09/el-video-de-los-cereales-magneticos-y-otros-fenomenos-fisicos

Unidades FísicasLa Mecánica es la rama de la Física donde se desarrollan sus unidades básicas. La secuencia lógica va desde la descripción del movimiento pasando por las causas del movimiento (fuerzas y pares de fuerza) y las acciones de estas. Las unidades mecánicas básicas son aquellas de

Todas las demás unidades mecánicas se pueden expresar en función de estas tres cantidades. Las unidades estándares forman el Sistema Internacional o unidades SI. En Mecánica, las unidades SI primarias son el Kilogramo (masa), el metro (longitud) y el segundo (tiempo). Cualquier fórmula mecánica, puede representarse en función de estas tres unidades denotadas por las letras M, L y T.

Trata de:

Calor (energía térmica)

Temperatura

Dilatación

Comportamiento de gases (tratamiento macroscópico)

Variables de estado – presión, temperatura y densidad.

El gas ideal

La Termodinámica

FIS109C – 2: Física para Ciencias 1er semestre 2014

TemperaturaLa temperatura está asociada con una forma de energía, la Energía Térmica (o calor).

Si dos objetos con temperaturas diferentes se ponen en contacto (contacto térmico), se intercambia energía térmica entre ellos.

Llegarán a un equilibrio (equilibrio térmico) cuando dejen de tener un intercambio de energía entre ellos – cuando estén a la misma temperatura.

Dos objetos en equilibrio térmico están a la misma temperatura.

La energía térmica está relacionada a la energía cinética que tienen los átomos o moléculas de la materia.


Qué tipo de habilidades y destrezas adquiere un físico?

Posee destreza experimentalEs capaz de identificar los elementos esenciales de un problema complejoTiene conocimientos avanzados de matemáticasDesarrolla una buena capacidad de análisis y síntesisAplica un razonamiento críticoEs capaz de aprender autónomamenteEs hábil en la resolución de problemas

Ley cero de la termodinámica

Si los objetos A y B se encuentran por separado en equilibrio térmico con un objeto C, entonces los objetos A y B están en equilibrio térmico entre si.


AC

B

𝑻 𝑨=𝑻 𝒄

𝑻 𝑩=𝑻 𝒄𝑻 𝑨=𝑻 𝑩

Termómetros


Basados en alguna propiedad física de un sistema que cambia con la temperatura:

Volumen de un líquido

Longitud de un sólido

Presión de un gas a volumen constante

Volumen de un gas a presión constante

Resistencia eléctrica de un conductor

Color de un objeto

Escalas de Temperatura


CelsiusLa escala de temperatura Celsius se define por:Punto de congelación de agua: Punto de ebullición de agua:

FahrenheitQuería abolir las temperaturas negativa:Mezcla de hielo, agua y cloruro de amonio: Punto de congelación de agua: Temperatura de cuerpo humano:

°𝑪=(°𝐅−𝟑𝟐)/𝟏 ,𝟖

Temperatura Absoluta: Kelvin


Gas 1

Gas 2

Gas 3

Presión vs Temperatura

Escalas de TemperaturaCelsiusLa escala de temperatura Celsius se define por:Punto de congelación de agua: Punto de ebullición de agua:

FahrenheitQuería abolir las temperaturas negativa:Mezcla de hielo, agua y cloruro de amonio: Punto de congelación de agua: Temperatura de cuerpo humano:

KelvinEsta es la unidad de temperatura en el Sistema Internacional de unidades.


𝑻 𝑲=𝑻𝑪+𝟐𝟕𝟑 ,𝟏𝟓𝟎 °𝑪=𝟐𝟕𝟑 ,𝟏𝟓𝑲 𝟎𝑲=−𝟐𝟕𝟑 ,𝟏𝟓°𝑪

Expansión Térmica de Sólidos y Líquidos

Se encuentra experimentalmente que (en general) al aumentar la temperatura de un cuerpo, el cuerpo se expande (en todas direcciones).

¿Por qué?



Se encuentra experimentalmente que (en general) al aumentar la temperatura de un cuerpo, el cuerpo se expande (en todas direcciones).

¿Por qué?

En un sólido a temperaturas normales, los átomos están separados por y vibran en torno a sus posiciones de equilibrio con una amplitud de .

A medida que la temperatura del sólido aumenta, los átomos vibran con mayor amplitud y la separación entre ellos aumenta. El sólido en conjunto se expande.


Se puede visualizar la expansión térmica como una ampliación fotográfica:


El agujero se agranda en una sola pieza.


Suponemos que un objeto tiene una longitud inicial en determinada dirección a cierta temperatura. Si se aumenta la temperatura por , la longitud aumenta por

Coeficiente de expansión lineal



∆ 𝑳=𝜶 𝑳𝟎∆𝑻

Aluminio: Cobre:

Acero: Gasolina:

Aire:

Obviamente, cuando aumentamos la temperatura de un objeto y éste se expande, también su área y volumen cambian.

Consideramos una placa cuadrada de metal, si la longitud de cada lado cambia, el área está dada por:

Por un procedimiento similar se encuentra el coeficiente de expansión de volumen :



𝑨=(𝑳𝟎+∆𝑳)𝟐=𝑳𝟎𝟐+𝟐𝑳𝟎∆𝑳+∆𝑳𝟐

: es muy pequeño

¿ 𝑨𝟎+𝟐𝜶 𝑨𝟎∆𝑻 con

con

Coeficiente de expansión de área

EjercicioUna vía de ferrocarril de acero tiene una longitud de cuando la temperatura es de . ¿Cuál es su longitud en un día caluroso con ?


Acero:

CalorEl calor (o la energía térmica) se define como la energía que se transfiere entre un sistema y su entorno debido a una diferencia de temperatura.

A nivel microscópico, el calor está relacionado a la energía cinética que tienen los átomos o moléculas de la materia.

Para elevar la temperatura de una sustancia hay que aumentar la energía térmica del mismo, entonces hay que suministrar energía. La cantidad de energía necesaria va a depender de la sustancia.

Por ejemplo, se necesitan 4186J para aumentar la temperatura de 1kg de agua 1oC, pero sólo 3875J para hacer lo mismo con 1kg de cobre.


Modelo de la configuración atómica en una sustancia.Los átomos (esferas) se suponen unidos entre sí por resortes que reflejan la naturaleza elástica de las fuerzas interatómicas.Al aumentar la temperatura, aumentan las vibraciones de los átomos.

El Calor Específico La energía necesaria para aumentar la temperatura de una sustancia es proporcional a la masa de la sustancia y a la diferencia de temperatura.

La constante de proporcionalidad se llama calor específico :

El calor específico (en el sistema SI) es el número de Joules necesario para aumentar la temperatura de de la sustancia en .

Entonces, las unidades son o

El calor específico es una propiedad de la sustancia:

Agua AluminioHielo Cobre


𝑸=𝒄𝒎∆𝑻

CalorimetríaCuando distintas partes de un sistema aislado se encuentra a diferentes temperaturas, el calor pasa de la parte que está a mayor temperatura a las partes más frías.

Si el sistema está aislado (la energía no puede fluir hacia adentro ni hacia afuera de él) entonces de acuerdo con la conservación de energía, el calor perdido por una de las partes del sistema debe ser igual al calor ganado por la otra:

Notar que cuando uno calcula el calor perdido, es negativo porque .


Ejercicio CalorimetríaUn lingote metálico de se calienta a y después se deja caer en un vaso que contiene de agua cuya temperatura es . Si la temperatura final es , determine el calor específico del metal.

(se puede suponer que no hay pérdida de energía térmica y que la energía necesaria para calentar el vaso es despreciable)


Agua

CaloríaCantidad de calor necesaria para que 1 g de agua suba su temperatura en 1 ºC (específicamente de 15.5 ºC a 16.5 ºC)

Similarmente…

1 Btu: cantidad de calor necesaria para que una libra de agua suba su temperatura en 1 ºF (específicamente de 63 ºF a 64 ºF)

Calor específico del agua


Equivalente Mecánico del Calor

Experimento de Joule (1843)


El calor latente y cambios de faseNormalmente la transferencia de calor produce un cambio de temperatura, pero no siempre.

La otra posibilidad es que en vez de cambiar la temperatura, la sustancia sufra una alteración de una forma a otra: cambio de fase.

Por ejemplo, de sólido a líquido, o líquido a gas.

El calor necesario para cambiar la fase de una masa m de una sustancia es:

Calor Latente de fusión, Calor Latente de vaporización,

tiene unidades de o de


𝑸=𝒎𝑳

Cambio de Fase

Sólido → Líquido: FusiónLíquido → Gas : EbulliciónGas → Líquido : CondensaciónLíquido → Sólido : SolidificaciónSólido → Gas : Sublimación

Los cambios de fase ocurren a Temperatura Constante.

Ej: mientras un cubo de hielo se va derritiendo, el conjunto agua+hielo no cambia su temperatura.


Calor Latente

𝑄=± 𝐿𝑚+ : Absorbe calor- : Cede calor


Ejercicio¿Cuánto calor se necesita para cambiar un gramo de hielo a en vapor de

agua a ?

T (oC)

100

0

-3062.7 396.7 815.7 3076

Agua+

vapor

Vapor

AguaHielo

+ agua

Hielo

Calor (J)


𝑸=𝒎𝑳𝑸=𝒄𝒎∆𝑻

Ejercicio: CalorimetríaUn trozo de hielo de a se coloca en de agua a . ¿A qué temperatura y en qué fase quedará la mezcla final?


Resumen Temperatura y Escalas

Celsius Fahrenheit Kelvin

Expansión Térmica Linear Área Volumen

Calorimetría Calor Especifico Cambio de Temperatura Cambio de Fase


∆ 𝑳=𝜶 𝑳𝟎∆𝑻

𝑸=𝒎𝑳𝑸=𝒄𝒎∆𝑻

con con

Cinemática

Dinámica

Descripción del movimiento.

¿Cómo se mueve?

Causas del movimiento.¿Por qué se mueve?

Mecánica


La historiaAristóteles (384-322 a.C.)Estado “natural”de un objeto es el reposo (Libro II de Física, 350 a.C.).Se necesita una fuerza para mantener un objeto en movimiento.

Galileo (1564-1642)Imaginó un mundo ideal sin roce (El Diálogo, 1632).Movimiento con velocidad constante no requiere una fuerza.

Isaac Newton (1642-1727)Las leyes de Newton (Principia, 1687)


Cambio de Fase

Sólido → Líquido: FusiónLíquido → Gas : EbulliciónGas → Líquido : CondensaciónLíquido → Sólido : SolidificaciónSólido → Gas : Sublimación

Los cambios de fase ocurren a Temperatura Constante.

Ej: mientras un cubo de hielo se va derritiendo, el conjunto agua+hielo no cambia su temperatura.


Física, por Aristóteles


Publicación Galileana


Trabajo más famoso:

Dialogo sobre los dosprincipales sistemas del mundo

(publicado en 1632)

Escrito en el idioma nativo. Dialogo entre tres personajes.

Ingenioso, gracioso, accesible, fácil lectura y persuasivo.

Prohibido, pero ampliamente leído e influente.

Publicación Newtoniana


Trabajo más famoso:

Philosophiae NaturaisPrincipia Mathematica

(publicado en 1687)

Escrito en Latín, altamente técnico, altamente matemático.

Deliberadamente difícil, para evitar que su conocimiento fuese robado.

Resultados


Consecuencias de los diferentes modelos de publicación:

InquisiciónLección de la Historia:Publicación newtoniana es mejor para la carrera científica.

Sir Isaac Newtown

Concepto de Fuerza

Algunos tipos de fuerzas:

Fuerza de Gravedad (peso).

Fuerza normal.

Tensión de cuerdas.

Fuerza de roce.


Se entiende por fuerza cualquier acción o influencia que modifique el movimiento de un cuerpo.

Fuerza: Las Leyes de Newton

La Primera Ley: La ley de inercia

Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de velocidad constante (en línea recta) a menos que sobre él actúe una fuerza neta diferente de cero.

Fuerza neta o fuerza resultante es la suma vectorial de todas las fuerzas individuales.


Inercia

Es más difícil empujar o frenar algunos objetos que otros – se dice algunos objetos tienen más inercia que otros.

Inercia – la tendencia de un objeto a mantener su estado de reposo o de velocidad constante (en una línea recta).

La medida de la inercia de un objeto es su masa.

La unidad de masa en el sistema internacional es kilogramo (kg).


Las Leyes de Newton

La Segunda Ley

La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el es inversamente proporcional a su masa . La dirección de la aceleración es la misma que la de la fuerza neta aplicada.

Fuerza Neta - La suma vectorial de todas las fuerzas actuando sobre el objeto.

Unidades de Fuerza: kg m/s² - Newtons (N)


�⃗� 𝑛=𝑚�⃗�

�⃗� 𝑛=∑ �⃗�

Temario Unidades físicas Ley de newton Trabajo Potencia Energia

Las Leyes de NewtonLa Tercera Ley

Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre otro, el segundo ejerce una fuerza igual y opuesta sobre el primero.

A cada acción corresponde una reacción igual y opuesta.

Importante: La fuerza de acción y la fuerza de reacción actúan sobre objetos diferentes.

Ejemplos:Una patinadora empujando sobre una pared.Un cohete viajando al espacio.


El peso

Peso ≠ Masa

Fuerza de gravedad cerca de la superficie de la Tierra.


La fuerza normal

Es una fuerza de reacción perpendicular a la superficie de contacto.


Tensión


Fuerza de Roce Fuerza de reacción

Roce Estático Roce cinético


0≤ 𝑓 𝑠≤ 𝑓 𝑠 ,𝑚𝑎𝑥=𝜇𝑠𝑁 𝑓 𝑘=𝜇𝑘𝑁

Resumen

Conceptos básicos de Fuerza.

Leyes de Newton. Segunda Ley de Newton:

Algunos tipos de Fuerza. Fuerza de Gravedad (peso). Fuerza normal. Tensión de cuerdas. Fuerza de roce.


�⃗� 𝑛=𝑚�⃗�

TEST DE FISICAhttp://tests.rincondelvago.com/resultado.php

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