FÍSICA

SOLUCIÓN DE PROBLEMAS

• Comprender el procedimiento que se debe utilizar para resolver problemas de Física

OBJETIVO

ATENCIÓN• Cuáles son los elementos básicos para resolver un problema• Cómo identificar la información relevante del problema que se presenta• Cómo realizar la unificación de unidades de medición• Cómo despejar incógnitas en un modelo matemático

ELEMENTOS DE UN PROBLEMA

• Datos

• Incógnitas

• Modelo Matemático

v=d/tt=fd

tvv if

a=

v2= 2gh

PROCEDIMIENTO PARA RESOLVER UN PROBLEMA

1. Identificar la información relevante del problema

2. Unificar las unidades de medición del problema

3. Despejar la variable incógnita del problema

4. Sustituir los datos en el modelo matemático despejado

5. Realizar las operaciones matemáticas indicadas

IDENTIFICACIÓN DE INFORMACIÓN

1. Leer con atención el enunciado del problema

2. Identificar los datos y las incógnitas presentes

3. Encontrar el modelo matemático (fórmula) que relaciona los datos y las incógnitas

UNIFICACIÓN DE UNIDADES DE MEDICIÓN

1. Observar las unidades en que están expresados los datos y las unidades en que se te solicita el resultado

2. Transformar del sistema de unidades de los datos al sistema de unidades del resultado

DESPEJAR INCÓGNITAS1. Despejar una variable significa dejarla sola,

positiva y en el numerador

2. Para mover una variable de un lado al otro de la igualdad, se deberá realizar la operación inversa a aquella que está realizando• Suma Resta Resta Suma• Multiplicación División División Multiplicación• Potencia Raíz Raíz Potencia

3. Empezar moviendo las variables que se encuentran más alejadas a la que queremos despejar hasta tener las características mencionadas en el punto 1

SUSTITUIR VALORES

1. Con la información identificada, sustituir los valores de las variables en el modelo matemático a utilizar en la solución del problema, poniendo atención en que si se encuentren con las unidades de medición unificadas

REALIZAR OPERACIONES MATEMÁTICAS

1. Ejecutar las operaciones matemáticas indicadas en el modelo, para obtener el resultado del problema

X

- + x÷

x2

EJEMPLOSA. Un automóvil recorre una distancia de 200 km.

en un tiempo de 2 h. Calcular la rapidez en m/s con la que se movió

1. Identificar la información relevante

DATOS

Distancia recorrida: d = 200 km

Tiempo empleado: t = 2 h

Incógnita: Rapidez r = ?

MODELO MATEMÁTICO

r=td

EJEMPLOS2. Unificar las unidades de medición del problema

Distancia = km

Tiempo = h

Rapidez = m/s

Por lo que debemos convertir los km en m y las h en s

Resultando:

d= 200000 m

t = 7200 s

EJEMPLOS3. Despejar la variable incógnita del problema

Como en el presente problema la variable incógnita en el modelo matemático seleccionado r=d/t cumple con las condiciones de estar sola, positiva y en el numerador, no hay necesidad de realizar ningún despeje

4. Sustituir los datos en el modelo matemático despejado

r=200000 m

7200 s

EJEMPLOS

5. Realizar las operaciones matemáticas indicadas

Obteniendo como resultado: 27.77

Realizamos la división indicada que es:

200000 / 7200

Al cual debemos agregar las unidades de medición especificadas, obteniendo:

r= 27.77 m/sQue es la solución al problema planteado

EJEMPLOSB. Cuál es la altura en m desde la que cae una

pelota que llega al piso con una velocidad de 15 m/s. Recuerda que la aceleración de la gravedad es de 9.8 m/s2

1. Identificar la información relevante

DATOS

Velocidad: v = 15 m/s

Acelaración de la gravedad: g = 9.8 m/s2

Incógnita: Altura h = ?

MODELO MATEMÁTICO

r= gh2

EJEMPLOS2. Unificar las unidades de medición del problema

En este caso, debido a que las unidades de medición son iguales entre los datos y el resultado no hay necesidad de realizar ninguna conversión

3. Despejar la variable incógnita del problema

Como en el presente ejercicio la variable incógnita h no cumple con estar sola, positiva y en el numerador, debemos de realizar el despeje de ella

v= gh2

EJEMPLOSComo primer paso, quitamos la raíz que pasará del lado contrario como una potencia (dado que es una raíz cuadrada, pasará como una potencia al cuadrado)

Como siguiente paso, si analizamos las características de nuestra incógnita (h) veremos que solamente le falta estar sola para quedar despejada, así que pasaremos al lado contrario 2g que están multiplicando, realizando la operación contraria o sea dividiendo.

v2=2gh

v2

=h2g

4. Sustituir los datos en el modelo matemático despejado

Con lo cual nuestra variable incógnita quedará despejada pues cumple con estar sola, positiva y en el numerador independientemente del lado de la igualdad en que se encuentre, pues si invertimos la igualdad obtendremos:

v2

h =2g

(15m/s)2

h =2(9.8 m/s2)

EJEMPLOS

EJEMPLOS

5. Realizar las operaciones matemáticas indicadas

Elevamos 15 m/s al cuadrado con lo que obtenemos: 225 m2/s2

Multiplicamos 2 (9.8 m/s2) obteniendo 19.6 m/s2

Nota: Si observas en la división de unidades, al dividir s2 entre s2 el resultado será 1, por lo que se anulan y al dividir m2 entre m el resultado será m

225 m2/s2

h =19.6 m/s2

Finalmente realizamos la división obteniendo como resultado: h= 11.47 m

Que es la solución al problema planteado

CONCLUSIONES

Como puedes observar, el resolver problemas de física es sencillo, siempre que sigas el procedimiento realizando paso por paso lo indicado en esta lección.

Recuerda lo importante que es conocer los sistemas de unidades y las equivalencias entre ellas.

De igual forma, debes recordar cuales son las operaciones matemáticas inversas para realizar fácilmente los despejes

AHORA TE INVITAMOS A REALIZAR LOS

EJERCICIOS QUE SE PRESENTAN A

CONTINUACIÓN