Resumen de física lUCIANO NUÑEZ

Resumen de físicalUCIANO NUÑEZ

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La cinemática es la parte de la mecánica que describe los movimientos, independientemente de las causas que los

producen.

Un cuerpo está en movimiento cuando varía su distancia con relación al punto elegido como fijo.

Para definir el movimiento se toma como referencia un sistema de coordenadas, al que se denomina sistema de

referencias.

Un cuerpo está en movimiento cuando varía su posición, a medida que transcurre el tiempo, con respecto a un sistema de

referencia ( sistema de coordenadas).

La trayectoria de un móvil es el conjunto de puntos del espacio que va ocupando sucesivamente el móvil a medida que

transcurre el tiempo.

Cuando la trayectoria seguida por el móvil es una recta el movimiento se denomina rectilíneo. En cambio si la trayectoria es

una curva recibe el nombre de curvilíneo.

Posición de un móvil: se llama vector posición x al vector que se traza desde el origen hacia la coordenada de posición del

cuerpo.

Resumen: cinemática

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Desplazamiento: es un vector que describe el cambio de posición del cuerpo que se mueve

desde una posición inicial representada por el vector xi a una posición final representada por

el vector xf, es decir que mide el cambio en el eje x.

Rapidez: es un escalar siempre positivo. Se calcula como la tasa de cambio de la distancia

total recorrida por un móvil en un tiempo dado.

Velocidad media: se define como el desplazamiento en una unidad de tiempo, es decir el

desplazamiento dividido en el tiempo.

Velocidad instantánea: es el límite de la velocidad media cuando el intervalo de tiempo tiene

a cero. Gráficamente es la pendiente de la tangente a la curva x-t (posición en función del

tiempo). También es la derivada de la función posición respecto del tiempo, por lo que el

vector velocidad instantánea es tangencial a la trayectoria.



Características del vector velocidad: siendo la velocidad una magnitud vectorial, tiene dirección y sentido, entonces:

● La dirección es la tangente en cada punto de la trayectoria; en el caso del movimiento rectilíneo uniforme la dirección del vector velocidad coincide con la del movimiento.

● El sentido es el que lleva el cuerpo en el punto considerado.

Velocidad positiva: cuando el móvil se desplaza hacia el sentido positivo del eje de referencia, entonces la velocidad

también es positiva.

Velocidad negativa: cuando el móvil se desplaza hacia el sentido negativo del eje de referencia, la velocidad es negativa.

Aceleración: en casi todos los casos la velocidad varía continuamente en módulo, dirección o sentido, o en las tres a la vez.

Esta manera de actuar de los cuerpos se define como movimiento variado. Como la variación de velocidad se produce en

un cierto intervalo de tiempo, la magnitud que relaciona ambas variables se llama aceleración.

Aceleración media: es el cambio de la velocidad en el intervalo de tiempo. Es una magnitud vectorial.



Aceleración instantánea: es el límite de la aceleración media cuando el intervalo de tiempo tiende a cero. Es la derivada de la velocidad en dirección del eje x con respecto al tiempo, por lo tanto representa la pendiente de la recta tangente de la curva v-t (velocidad en función del tiempo).



Aceleración positiva y negativa: el movimiento será acelerado cuando la velocidad final, en módulo, sea mayor que la inicial, y acelerado cuando la velocidad final sea menor, en módulo, a la inicial



MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME.

Características:● El móvil recorre espacios iguales en tiempos

iguales.● La velocidad es constante.

Podemos decir que el movimiento rectilíneo y uniforme es aquel en que el espacio recorrido es directamente proporcional al tiempo empleado en recorrerlo.



MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO.

Es el movimiento rectilíneo que presenta el vector aceleración constante, en módulo, dirección y sentido.

Se caracteriza porque presenta variaciones de velocidad iguales en intervalo de tiempo iguales.



Tiro vertical: se tira un objeto hacia arriba con una velocidad inicial, este comienza a ascender pero la atracción de la gravedad hace que el objeto vaya perdiendo velocidad, hasta un punto en el que la velocidad final, en la altura máxima es nula.

Caída libre: un cuerpo comienza a descender con velocidad nula (en algunos casos puede ser distinta de cero), y aumenta hasta llegar al suelo. La causa e que la velocidad aumente es la aceleración de la gravedad que tiene el mismo sentido que la velocidad de caída.● Galileo: los cuerpos en el vacío caen con igual velocidad.



MOVIMIENTO PARABÓLICO

Principio de Galileo: cuando un cuerpo es sometido simultáneamente a dos movimientos, cada uno de estos se cumple independientemente.

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Resumen: dinámica


CONCEPTO DE FUERZA: una fuerza proporciona una descripción (o medida) cuantitativa de la interacción mecánica entre dos cuerpos. Cuando una fuerza resulta del contacto físico entre dos objetos se denomina fuerza de contacto. Existe otro tipo de fuerza que no involucra el contacto físico entre objetos, relacionadas con el concepto de campo. La fuerza asociada a dicho concepto se denomina fuerza de campo o de acción a distancia.

La fuerza es un vector que depende de la intensidad (módulo), dirección y sentido en que se aplica. Si dos o más fuerzas actúan al mismo tiempo el efecto es igual al de una sola fuerza que es la suma vectorial de las fuerzas originales. Este es el principio de superposición de fuerzas.

LEYES DEL MOVIMIENTO.

Primera Ley de Newton: PRINCIPIO DE INERCIA.

Si la fuerza resultante ejercida sobre un objeto es cero, el objeto continúa en movimiento rectilíneo uniforme o en reposo. Esto es, si la resultante es igual a cero, un objeto en reposo permanece en reposo y un objeto en movimiento continúa con movimiento rectilíneo uniforme (MRU) con velocidad constante. Esto es porque si inicialmente estaba moviéndose con MRUV cuando la resultante es cero, no hay aceleración, por lo tanto a partir de este momento se mueve con movimiento rectilíneo uniforme

Resumen: dinámica


Primera Ley de Newton: PRINCIPIO DE INERCIA.● “Si la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo (fuerza neta) es cero, el cuerpo está en

equilibrio”.● Si el cuerpo está en reposo → Permanece en reposo.● Si está en movimiento → Sigue en movimiento con velocidad constante.● Un cuero sobre el que NO actúa una fuerza neta se mueve con velocidad constante (que puede ser cero) y cero

aceleración.

SISTEMAS DE REFERENCIA INERCIALES.

Un sistema de referencia, que no está acelerado, respecto a otro marco de referencia, permite que la primera ley de Newton sea válida en él y se denomina sistema de referencia inercial, es decir es un sistema en el que la primera ley de Newton es válida.

Segunda Ley de Newton: PRINCIPIO DE MASA

Establece que la aceleración de un objeto es proporcional a la fuerza resultante ejercida sobre el objeto:F=m.a

Siendo la masa la propiedad del objeto que causa la resistencia al cambio de su velocidad. Dado que inercia significa resistencia al cambio, esta masa a menudo se denomina masa inercial.

Resumen: dinámica


Características de la Segunda Ley de Newton:● La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza resultante que actúa sobre él.● La aceleración tiene la misma dirección y sentido que el vector que representa a la fuerza resultante.● La aceleración de un objeto es inversamente proporcional a su masa.● Si se duplica la fuerza la aceleración será 2.a.

MASA E INERCIALa inercia es la tendencia de los cuerpos a permanecer en reposo o en MRU cuando la resultante de las fuerzas aplicadas es igual a cero.

La masa o mejor “masa inercial” es la oposición de un objeto a cambiar de movimiento por la acción de una fuerza resultante que actúe sobre él. La masa, que representa la cantidad de materia, es la medida de la inercia. Además es independiente de la ubicación cuer objeto en estudio, por lo que se mantiene constante.

La unidad de la masa en el S.I es el kilogramo (kg). La masa es una cantidad escalar.

Es oportuno aclarar que el resultado de la segunda ley se refiere a fuerzas externas, es decir, fuerzas ejercidas sobre el cuerpo por otros cuerpos de su entorno. Un cuerpo no puede afectar su propio movimiento ejerciendo una fuerza sobre sí mismo.

Resumen: dinámica


FUERZA PESO: es la fuerza generada entre la masa de un objeto bajo los efectos de la aceleración de la gravedad. La gravedad es la interacción con que la tierra atrae los cuerpos hacia su centro.

W=m.g g=9,8m/s2La fuerza peso representa una magnitud vectorial, siempre vertical.

La unidad de fuerza en el S.I es el newton (N), definido como la fuerza que actúa sobre un objeto que tiene una masa de 1kg, produce una aceleración de 1m/s2.

Tercera Ley de Newton: PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓNSi el cuerpo A ejerce una fuerza sobre el cuerpo B (acción), B ejerce una fuerza sobre el A (reacción) de la misma magnitud y dirección opuesta, sobre la misma recta de acción

¿Por qué las fuerzas de acción y reacción no se cancelan? Porque cada una de ellas se ejercen sobre un objeto distinto, es decir que actúan sobre cuerpos diferentes.

Resumen: dinámica


Resumen: dinámica


PRIMERA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO: EQUILIBRIO DE TRASLACIÓN

Si sobre un cuerpo no actúan fuerzas o actúan varias fuerzas cuya resultante es cero, decimos que el cuerpo está en equilibrio de traslación. En equilibrio, un cuerpo está en reposo o se mueve con velocidad constante (MRU).

LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

La fuerza gravitacional es la fuerza de atracción mutua entre dos objetos cualesquiera en el universo. La Ley de Gravitación Universal de Newton expresa que toda partícula del universo atrae a toda otra partícula con una fuerza que es directamente proporcional al producto de las masas de las partículas, e inversamente al cuadrado de la distancia entre ellas.

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Características de la ley de gravitación universal:● La fuerza gravitacional es una fuerza de campo que siempre existe entre dos partículas, cualesquiera sea el medio

que las separe.● La fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia de las partículas y, por lo tanto, decrece

rápidamente con una separación creciente.● La fuerza es proporcional al producto de la masa de las partículas.● La fuerza gravitacional es débil.

FUERZAS ESPECIALES

PESO

La magnitud de la fuerza gravitacional que actúa sobre un objeto de masa m cerca de la superficie terrestre llamada peso P.

P=m.gEl módulo de la fuerza gravitacional puede obtenerse como:

Resumen: dinámica


El peso depende de la aceleración de la gravedad del lugar, es decir que el peso varía con la ubicación geográfica del objeto. Los objetos pesan menos a altitudes mayores que la del nivel del mar, g disminuye con una distancia creciente sobre la superficie de la Tierra.

El peso se representa siempre como un vector dirigido verticalmente hacia abajo.

NORMAL

Es la fuerza ejercida por una superficie sobre un cuerpo que se encuentra apoyado en ella. Se representa mediante un vector perpendicular a la superficie de apoyo.

TENSIÓN

Es la fuerza ejercida por una cuerda, considerada de masa despreciable e inextensible, sobre un cuerpo que está ligado a ella.

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ROZAMIENTO

Cuando un cuerpo descansa o se desliza sobre una superficie se puede representar la fuerza de contacto ejercida por la superficie sobre el cuerpo en función de sus componentes paralela y perpendicular a la superficie. La fuerza perpendicular es la fuerza normal, la fuerza paralela a la superficie es la fuerza de rozamiento: Fr

Cuando un objeto está en movimiento sobre una superficie o en un medio viscoso, hay resistencia al movimiento porque el objeto interactúa con su entorno. A esta resistencia se le denomina fuerza de rozamiento.

Se pueden diferenciar dos tipos de fuerza de rozamiento, o bien, fuerzas de fricción:

Fuerza de fricción estática en la que el objeto no se desplaza, y fuerza de fricción dinámica en la que el objeto se desplaza. La fuerza de fricción puede calcularse como:

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El peso aparente corresponde a la fuerza normal en un elevador.

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