DINAMICA

Es la rama de la fisica encargada de estudiar las interacciones que producen el movimiento de los cuerpos.
Las causas que producen o modifican el movimiento de los cuerpos se conoce con el nom,bre de fuerza. Existen en la naturaleza una gran variedad de fuerzas que se clasifican asi:

1.Fuerzas de contacto
Creadas por superficiaes en contacto:

Fuerza Normal (N)
Todos los cuerpos sobre superficies ya sean horizontales o inclinadas, experimentan una furza ejercida ppor la superficie sobre el cuerpo. llamada fuerza normal. Esta fuerza esta aplicada perpendicularmente a la superficie. En otras oportunidades como en el caso del plano inclinado, se presenta la misma fuerza, pero a la componente vertical del peso del cuerpo. N = Wcosa.

Fuerza de Tension
Se presenta cuando la fuerza que se ejerce sobre un cuerpo es causada por una cuerda o hilo no elastico. La cuerda no sirve mas que para transmitir la fuerza que se ejerce sobre el cuerpo.

Fuerza Elastica
Si se estira o se encoge un resorte, estos ejercen sobre los cuerpos atados a sus extremos unas fuerzas de reaccion en sentido contrario al movimiento de los cuerpos. Estas fuerzas son proporcionales a la distancia de estiramiento del resorte y obedecen a una ley conocida como ley de hooke. F = kx.

Fuerza de Rozamiento
Son fuerzas que dos o mas superficies en contacto ejercen entre si y que se oponen al deslizamiento de una superficie sobre otra. La fuerza de rozamiento se produce en sentido contrario al movimiento y genera calor,por lo tanto es una fuerza no conservativa.

Caso 1.
Cuando el cuerpo se desliza horizontalmente por efecto de una fuerza horizontal.
Fr = umg porque N =mg

Caso 2.
Si el cuerpo se desliza horizontalmente por efecto de una fuerza oblicua que lo empuja: la fuerza de rozamiento aumenta debido aque la fuerz normal es mayor.
Fr = u(mg + Fsena) por lo tanto  N = mg + Fsena

Caso 3.
Si el cuerpo se desliza horizontalmente por efecto de oblicua que lo tira. La fuerza de rozamiento disminuye debido a que la normal disminuye.
Fr =u(mg-Fsena) por lo tanto N = mg- sena

Ecuaciones del movimiento parabolico

En los cálculos de este movimiento para altura máxima (Ymax), alcance máximo (Xmax) y tiempo de vuelo (tv), se pueden utilizar las siguientes ecuaciones:

Ymax = Vo2 (sena )2/2g                 tv = Vosena/g                     Xmax = Vo2sen2a/g


Consideraciones de Galileo


1. El mayor alcance, en el movimiento de proyectiles se tiene al lanzar el cuerpo con ángulo de 45º.

    Lo explica:   X =Vo2seno2a/g   por que X es máxima cuando a = 45º

2. Para ángulos complementarios (30º, 60º),(70º, 20º), (40º, 50º) con la misma rapidez de lanzamiento,
    los alcances son iguales.




Problemas resueltos sobre movimiento parabólico



1. un obrero lanza una herramienta con movimiento parabólico a un amigo.
si lanza una herramienta con una velocidad de 5m/s formando un ángulo de 30º con la horizontal...
¿a que distancia debe estar el amigo, para q reciba la herramienta en las manos?



RESPUESTA:



La componente horizontal del movimiento es uniforme con velocidad 5*cos 30, y tendremos

x = 5 * cos 30 * t [1]

La componente vertical es un movimiento uniformemente acelerado con velocidad inicial 5*sen 30 y aceleración - g. Será

y = 5 * sen 30 * t - (1/2)*g*t^2

En esta última eliminamos la solución trivial t=0 (lanzamiento) y tendremos el tiempo
t = 10* sen 30 / g
que sustituido en [1] nos da la distancia
x = 5 * cos 30 * 10 * sen 30 / g = 5 * [Raíz(3) / 2] *10 * [1/2] / g = 2,21 metros.



======================================…



2. Un cañón dispara a un objetivo a 7953m.
El proyectil tiene una velocidad inicial de 300 m/s.

Obtener:

a) A que ángulo se debe apuntar ?

b) Que altura máxima alcanzara el proyectil ?



RESPUESTA:



Si despejamos "t" de la ecuación (i) y reemplazamos ese valor en (ii) tendremos:

t = x / (V cos ß) (iii)

y = (tan ß) x - ½ g [x / (V cos ß)]² (iv)

Llamaremos X = 7953.

"Un cañón dispara a un objetivo a 7953 m" significa que cuando "x = X", la coordenada "y" será igual a "cero". Entonces, de (iv):

0 = (tan ß) X - ½ g [X / (V cos ß)]² ---> sen 2ß = (g X / V²) --->



a) ß = ½ arcsen (g X / V²) = 30º

Por ser un movimiento parabólico, la altura máxima se alcanzará en la coordenada del vértice, es decir: x = X/2. Por ello utilizamos este valor y el valor hallado de "ß" en (iv):

b) Altura Máxima = (tan 30º)*(X/2) - ½ g [(X/2) / (V cos 30º)]² =

= 2300,36 - 1150,18 = 1150,18 mts





MOVIMIENTO CIRCULAR

Es aquel cuya trayectoria es una circunferencia. Lo asociamos con el movimiento curvilíneo.

Velocidad y Aceleración

• La velocidad es siempre tangente a la curva, descrita por el movimiento
• Aceleración del movimiento a estudiar, se considera constante en magnitud, y variable en dirección y sentido.

Componente Tangencial y Normal de la Aceleración

• Como la aceleración resultante forma un ángulo o con la velocidad lineal, es necesario, descomponerla en dirección tangente a la curva y en la dirección perpendicular a la velocidad (at y an) para obtener a = at + an donde at y an son perpendiculares entre si.
• La aceleración tangencial se asocia con el cambio de magnitud de la velocidad mientras que la aceleración normal o centrípeta, se debe al cambio de dirección y sentido de la velocidad lineal. Todo movimiento circular, sea uniforme o no, tiene aceleración normal o centrípeta, pero la tangencial es nula para el circular uniforme.

MOVIMIENTOS VERTICALES

Debido a la atracción del campo gavitacional todos los cuerpos en ausencia de fricción, grandes o pequeños caen con la misma aceleración, que se llama Gravedad. Por lo tanto el movimiento vertical se puede considerar como un movimiento rectilíneo uniforme variado.

Caída libre

Es el movimiento vertical, efectuado con velocidad inicial cero, el campo gravitacional al crear la fuerza gravitacional. desarrolla una aceleración, que medida a nivel del mar tiene un valor d 9,8m/s2.

Ecuaciones:    g = cte

                      v = gt

                      v2 =2gy

                      y = vi +1/2gt2

Lanzamiento vertical hacia abajo acelerado

Es el movimiento vertical efectuado hacia abajo con velocidad inicial diferente de cero. a medida que el cuerpo baja su velocidad aumenta, llegando a ser máxima a nivel del suelo. El movimiento es acelerado.
Ecuaciones:
                    g = cte
                    v = vi + gt
                    v2 = vi2 + 2gy
                    y =vit + 1/2gt2

Lanzamiento vertical hacia arriba desacelerado

Es el movimiento vertical efectuado hacia arriba con velocidad inicial diferente de cero. A medida que el cuerpo sube su velocidad disminuye, llegando a ser cero en el punto de máxima altura alcanzada. El tiempo de subida es igual al tiempo de bajada. La velocidad en un punto al subir es la misma en magnitud, pero de signo contrario, que medida en el mismo punto al bajar.
Ecuaciones.  g = cte
                    v = vi - gt
                    v2 = vit - 2gy
                    y = vit -1/2gt2
Movimiento en el plano

Es el movimiento dado en dos dimensiones. El cuerpo esta sometido a dos velocidades o dos movimientos simultáneos.

Velocidades relativas
Situaciones que denotan simultaneamente dos o mas velocidades en relación con un observador. Por ejemplo,un barco arrastrado por una corriente o una persona que camina en un autobús que esta en movimiento, entonces cual sera la velocidad de un cuerpo que recibe varias velocidades?
La velocidad es ante todo vectorial.



Movimiento parabólico ( proyectiles )

Se denomina proyectil a cualquier objeto al que se aplica una velocidad inicial y sigue despues una trayectoria determinada por la fuerza gravitacional.

La trayectria que describe el movimiento de un proyectil corresponde a una parabola.

Movimiento parabolico horizontal

l. Velocidad horizontal inicial

2. Energia constante en la caida

3. Movimiento uniformemnte acelerado en Y.

4. Velocidad vertical ( caida ) aumnta.

5. Velocidad horizontal permanece constante.

6. Movimientos independientes, en x uniforme ; en y acelerado.

7.El tiempo de caida es igual al tiempo de recorrido horizontal.

8. La rapidez en cualquier punto se calcula mediante el teorema de pitagoras.

Ecuaciones:

y = gt2
x = vt

Movimiento parabolico vertical

1. Disminucion de velocidad vertical al subir.
2. Velocidad horizontal constante siempre.
3. Energia en el trayecto, permanece constante.
4. Velocidad vertical en el punto maximo igual a cero.
5.Velocidad al bajar el cuerpo, aumenta verticalmente.
6. Tiempo de subida es igual al timpo de bajada.
7. En el ovimiento parabolico la aceleracion es constante en magnitud, direccion y sentido, por tratarse de g la gravedad.

MECÁNICA CLÁSICA

Mecánica, rama de la física que se ocupa del movimiento de los objetos y de su respuesta a las fuerzas. Las descripciones modernas del movimiento comienzan con una definición cuidadosa de magnitudes como, el tiempo, la velocidad, la aceleración, la masa y la fuerza.

1.1 CINEMÁTICA

Como un primer paso en el estudio de la mecánica es conveniente describir el movimiento en términos del espacio y el tiempo, sin tomar en cuenta los agentes presentes que lo producen. Esta parte de la mecánica recibe el nombre de cinemática.

Algunos términos utilizados en cinemática son:

• Posición. Es un vector que une un punto de referencia, con aquel donde se encuentra la partícula.
• Desplazamiento. Es el vector que une dos puntos definidos de una trayectoria.
• Trayectoria. Es el lugar geométrico (linea) que un cuerpo describe durante su movimiento. Estas trayectorias pueden ser: Rectilíneas: sí un cuerpo o partícula se desplaza en linea recta, generalmente est´movimiento es de tipo uniforme o uniformemente acelerado, para efectos teóricos en física. Curvilíneas: que son las descritas por los cuerpos cuando realizan movimientos de tipo parabólico o circular. También en el movimiento planetario, encontramos el movimiento elíptico de keppler.
• Espacio. Si se asocia con la distancia se puede considerar que es la medida de la trayectoria. Por lo tanto la distancia solo tiene magnitud, en tanto que el desplazamiento es un vector. La distancia y el desplazamiento tienen el mismo valor, solo cuando el movimiento es rectilíneo y se desarrolla en un solo sentido.
• Velocidad.Cambio de posición en la unidad de tiempo, es un vector.
• Rapidez. Magnitud de la velocidad,es un escalar.
• Aceleración. Es el cambio de la velocidad en un determinado tiempo.

EL MOVIMIENTO

Existe una absoluta necesidad de de3scribir el movimiento respecto a un punto de referencia. Tenemos entonces los llamados marcos de referencia que pueden ser de dos clases:

Inerciales:
Cuando se toma un punto de referencia en reposo o moviendose a velocidad constante.

No Inerciales:
Cuando tomamos puntos de referencia en movimiento no uniforme.
Los marcos de referencia nos dan una perspectiva mejor del movimiento de los cuerpos. Es bien conocido el hecho de que una persona que va en un vehículo y lanza una piedra hacia arriba, observa que el cuerpo se desplaza con movimiento vertical, mientras que para otra persona que esta por fuera del vehículo, el movimiento descrito es una parábola.

MOVIMIENTO RETILINEO UNIFORME ( M.R.U )
Tiene dos características importantes,la velocidad es constante y la aceleración es nula. Tiene un lema que es "Recorrer distancias iguales en tiempos iguales".

Ecuación General

X = Xi + VT   si el cuerpo parte de la posición inicial ( xi = 0)    X = V.T

Graficas

Posición / tiempo                                           Velocidad / tiempo 

















MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE ACELERADO ( M.U.A )

Tiene dos caracteristicas importantes; posee aceleracion constante y la velocidad varia uniformemente con el tiempo.

Ecuaciones

Las ecuacione s cinematicas son tres:      X =ViT + 1/2at2
                                                              V = Vi + at
                                                              V2=Vi + 2ax
 Velocidad Media

Definida como el cambio de posicion respecto al tiempo. Es la medida entre dos puntos geometricamente mensurables. Su formula es :  v = x/t

Velocidads Instantanea

Velocidad medida en un punto geometrico. La diferencia de posicion es una cantidad muy pequeña.
 Se denomina derivada del espacio respecto al tiempo. Su formula es . lim x/t.

Rapidez.
Es la magnitud de la velocidad

Aceleracion.
Es el cambio de velocidad en un determibadotiempo. Su formula es. a= v/t.

Areas bajo la curva.
 

Introduccion a la fisica

La física es una ciencia natural encargada del estudio de la materia y de la energía del universo y de la interacción entre ellas.Este estudio se realiza en la búsqueda de unos principios fundamentales que le permitan descubrir la estructura del universo y describir todos los fenómenos visibles a nuestros sentidos.A través de estos principios la física a intentado explicar fenómenos como la existencia de agujeros negros, la producción de impulsos eléctricos en el cuerpo humano, la formacion de una descarga eléctrica, la producción de energía de una termoeléctrica entre otros.

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

1. Estándares curriculares

2. Conceptos importantes

Que es la Física. Subdivisiones de la física

Datos preliminares

A. Magnitudes fundamentales

B. Magnitudes derivadas

C. Vectores

Ejes temáticos

1. MECÁNICA CLÁSICA

1.1 CINEMÁTICA

1.1.1 Movimiento rectilíneo uniforme

1.1.2 Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado

1.13 Movimientos verticales

1.1.4 Movimiento en el plano

1.1.5 Movimiento parabólico

1.1.6 Movimiento circular

Resumen de cinemática

1.2 DINÁMICA

1.2.1 Fuerzas de contacto

1.2.2 Fuerzas a distancia

1.2.3 Fuerzas centrípeta y centrifuga

1.2.4 Leyes de newton

1.2.5 Campos

1.2.6 Movimiento planetario

1.2.7 Unidades de fuerza

1.3 ESTÁTICA

1.3.1 Condiciones de equilibrio

1.3.2 Clases de equilibrio

1.3.3 Maquinas simples

1.4 TRABAJO Y ENERGÍA

1.4.1Trabajo

1.4.2 Potencia

1.4.3 Energía

1.5 MOMENTUM E IMPULSO

1.5.1 Impulso

1.5.2 Momentum, Conservacion

1.6 MECÁNICA DE FLUIDOS

1.6.1Conceptos básicos

1.6.2 Hidrostatica

1.6.3 Hidrodinámica

2. TERMODINÁMICA

2.1 CALOR Y TEMPERATURA

2.1.1 Escalas

2.1.2Propagacion del calor

2.1.3 Dilatación térmica

2.1.4 Calorimetría

2.2 GASES IDEALES

2.2.1 Leyes

2.2.2 Procesos termodinamicos

2.2.3 Transformaciones reversibles

2.2.4 Trabajo realizado por un gas

2.2.5 Ciclos termodinamicos

2.2.6 Primer principio de la termodinámica

3. EVENTOS ONDULATORIOS

3.1 MOVIMIENTOS VIBRATORIOS

3.2 ONDAS

3.2.1 Clasificacion según el medio de propagacion

3.2.2 Clasificacion según su dirección de propagacion

3.2.3 Longitudinales

3.2.4 Ecuaciones

3.3 FENÓMENOS ONDULATORIOS

3.3.1 Reflexion

3.3.2 Refracción

3.3.3 Difracción

3.3.4 Polarizacion

3.3.5 Interferencia

3.3.6 Principio de huygens

3.3.7Principio de superposicion

3.3.8 Velocidades de las ondas en una cuerda

3.3.9 Armónicos en las cuerdas

3.3.10 Ecuación de taylor

3.4 ACÚSTICA

3.4.1 Cualidades del sonido

3.4.2Tubos sonoros

3.5 ÓPTICA

3.5.1Teorias de la luz

3.5.2 Propagacion de la luz

3.5.3 Reflexion de la luz

3.5.4 Refracción de la luz

3.5.5 Prismas

3.5.6 Dispersión

3.5.7Fotometria

3.5.8 Lentes

3.5.9 Instrumentos ópticos

4. ELECTROMAGNETISMO

4.1 LEY DE COULOMB

4.1.1 Conductores y aisladores

4.1.2Induccion

4.1.3 Campo eléctrico

4.1.4 Potencial eléctrico

4.2 CONDENSADORES Y DIELÉCTRICOS

4.2.1 Capacitancia

4.2.2 Circuitos con condensadores

4.2.3 Circuitos en serie

4.2.4 Circuitos en paralelo

4.2.5Dielectricos

4.3 CORRIENTE Y RESISTENCIA

4.3.1 Corriente eléctrica

4.3.2 Resistencia

4.3.3 Ley de ohm

4.3.4 Resistividad

4.3.5 Potencia

4.4 CIRCUITOS ELÉCTRICOS

4.4.1 Circuitos con resistencias

4.4.2 Circuitos en serie

4.4.3 Circuitos en paralelo

4.5 MEDIDORES ELÉCTRICOS

4.6 MAGNETISMO

4.6.1 Polos magnéticos

4.6.2 Campo magnético

4.6.3 Intensidad de campo magnético

4.6.4 Inducción magnética

5. EXAMEN DE ESTADO

• 
  
  Propósitos
• 
  
  Estructura general de el examen de estado
• 
  
  Física ¿Que se evalúa?
• 
  
  Tipos de preguntas
• 
  
  Núcleo común

INTRODUCCIÓN

Queridos estudiantes Taboadistas, este manual está dirigido fundamentalmente para que ustedes construyan y desarrollen las competencias básicas. Estas competencias desde lo actitudinal son afectivas.
Afectivas en el mejor sentido de la palabra, pues determina un amor hacia el saber, que llevara al ultimo fin de la competencia: el saber hacer.

Nadie entra en el estudio de la ciencia con competencias heredadas, estas son construcciones y reconstrucciones, emanadas de interacciones con el entorno que nos rodea. Cada persona desarrolla competencias en la medida que se involucra con el saber. Pero es bueno advertir que nadie desarrolla competencias en un campo de actividad cognitiva desconocida, por esto es necesario el dominio por lo menos a nivel de bachillerato de las nociones básicas de Física.
En este manual el estudiante taboadista tendrá una herramienta teórica ejercitadora, que le dará sostén Dialéctico para apropìarse de una serie de conocimientos que le permitirán, solucionar de manera eficiente, los ejercicios propuestos, los cuales le proporcionaran el sustento operacional y teórico, para enfrentar el reto que representa el examen de estado.

En resumen nadie puede elaborar competencias sin tener una actividad positiva, un enamoramiento y un compromiso con la rama del saber que en determinado momento, tiene a su disposicion. Detrás del esfuerzo que esto supone, debe existir una voluntad de ser el mejor y de desarrollar potencialidades implícitas o explicitas, para luego servirse de ellas.


1. ESTÁNDARES CURRICULARES

    Mecánica Clásica                                                                Termodinámica

   
Descripción de los cambios de un sistema:                      Descripción de los cambios en un sistema: relación
relaciones entre posición, velocidad y acelera-                entre calor y temperatura en los cambios de estado
cion de un movimiento (rectilíneo, circular y                    de los materiales.
parabólico), respecto a un sistema de referencia.              Dilatación, variables de estado (presión, volumen y
Interacciones: relaciones entre cantidad de mo-              temperatura y numero de partículas) en un gas ideal.
vimiento, fuerza y leyes de Newton para un siste-           Interacciones y energía: teoría cinetica de los gases
ma en equilibrio o fuera de él. Ley de gravitacion            y leyes de la termodinámica. Procesos termodina-
universal y leyes de keppler. Fuerzas sobre objetos         micos (reversibles e irreversibles).
sumergidos en fluidos y su relación con el concepto
presión.
Energía: conservacion de la energía y relaciones entre
trabajo, energía y potencia.

EVENTOS ONDULATORIOS                                        EVENTOS ELECTROMAGNÉTICOS

Descripción de los cambios en un sistema: oscilacio-       Descripción de los cambios en un sistema: relacio-
nes y movimiento armónico simple.                                 nes entre corriente eléctrica, diferencia de potencial
Propagacion de ondas en medios materiales. Forma-        y resistencia en circuitos. Conductividad eléctrica.
cion de ondas estacionarias y resonancia.                        Interacciones: fuerza electrostática y campo eléctrico.
Interacciones: reflexion, refracción, interferencia,             Fuerza magnética y campo magnético. Inducción
dispersión, difracción y polarizacion de ondas.                electromagnética.
Interacción de la luz con espejos y lentes.                      Energía: potencial electrico y energía potencial ele
Energía: conservacion de la energía en la propaga-          ctrica.Potencia eléctrica y energía eléctrica.
cion de ondas, caso particular el sonido.

2. CONCEPTOS IMPORTANTES

¿QUE ES LA FÍSICA?

La física es la rama de las ciencias naturales encargada de estudiar la naturaleza y los fenómenos visibles a los sentidos. Es el estudio de las interacciones de la materia con la materia o con la energía.

SUBDIVISIONES

MECÁNICA: Es la rama de la física que estudia las interacciones que conducen a un cambio de movimiento.

CALOR: Es la rama de la física que estudia las interacciones en el interior de la materia.

ACUSTICA: Es la rama de la física que estudia la s interacciones entre particulas en movimiento periodico.

ÓPTICA: Es la rama de la física que estudia las interacciones de la luz con la materia.

ELECTRICIDAD: Es la rama de la física que estudia las interacciones debidas a cargas electricas.

FÍSICA ATÓMICA: Es la rama de la física que estudia las interacciones en el interior del atomo.

FÍSICA NUCLEAR: Es la rama de la física que estudia las interacciones en el interior del nucleo del atomo.