Carpeta fisica de 2°

"Para crear lo fantást ico, pr imero debemos entender lo real "

Walt Disney

PROGRAMA DE FISICA DE 2° AÑO

PRINCIPIOS

FUERZAS

CAIDA LIBRETIRO VERTICAL

DINAMICA

M. R. U- V.

CINEMATICA

M. R. U

UNIDADES

Ejercicios de integración

MAQUINASSIMPLES

ESTATICA

Introducción la fiscaMagnitudes

Ejercicios de integración Ejercicios de integración

MOMENTO

¿ Qué es la física ?

Probablemente todos tengamos una idea acerca de lo qué es la física. Sin embargo, con el propósito de lograr una mejor comprensión le invitamos a realizar la siguiente lectura comprensiva

El mundo maravilloso de la física

Cuando se oye hablar de Física, generalmente se piensa en complicados aparatos y se cree que para estudiarla es indispensable entrar en un laboratorio e investigar con complejos y costosos instrumentos.

Pero eso no es cierto, o por lo menos, no es enteramente cierto. Sin duda, para estudiar Física a fondo es necesario ayudarse con delicados aparatos

de medida o de observación. No debemos olvidar, sin embargo, que el mundo de la Física nos rodea por completo: esta en casa, en el ómnibus, en el ascensor, en los aparatos de radio y de televisión, en el cinematógrafo, etcétera.

Hacemos Física cuando llegamos a comprender qué es un movimiento uniformemente variado; cuando hacemos una experiencia en la que el agua hierve; cuando entendemos como es posible que vuele un avión siendo más pesado que el aire; cuando interpretamos por qué los cuerpos tienen peso; cuando descubrimos que la tierra se comporta como un gigantesco imán Volver al programa

Las leyes de la Física gobiernan las cosas más modestas, como el movimiento de una puerta, y las más cotidianas, como el funcionamiento de una tijera, y las más tremendas, como la bomba atómica, y las más misteriosas, como los rayos cósmicos, y las más fantásticas, como los satélites artificiales, y las más concretas, como el funcionamiento del motor de un automóvil, y las más abstractas, como la naturaleza del calor.

El incansable tic tac del reloj, el frío controlable de la heladera, la comodidad el teléfono, la magia de la televisión, el sonido de un aparato de radio, el dulce rasguido de una guitarra, el funcionamiento de una bombilla de mate, la inapreciable ayuda de los anteojos, el confort del aparato del aire acondicionado, la eficiencia de las computadoras, el cine la fotografía, los transmisores eléctricos, las turbinas, los barriletes, las brújulas, el telégrafo, los dirigibles, los submarinos, los tubos fluorescentes, los ecógrafos, los discos compactos…. ¿Para que seguir?. Todos ellos funcionan de acuerdo con las leyes de la Física, que para facilitar su estudio la dividimos en las siguientes partes: ESTATICA , Cinemática Y DINÁMICA

Dispongámonos, pues, a ver Física en todas sus partes, y a buscar las leyes fundamentales en los acontecimientos más comunes. Así procedió Newton:

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estaba recostado bajo un manzano, meditando, cuando la caída de un fruto lo llevo a descubrir una de las leyes más importante en toda la historia de la ciencia: sea verdadera la anécdota o no lo sea, hay algo que es profundamente cierto: todos los grandes hombres de ciencia se han caracterizado por extraer notables conclusiones de los hechos más sencillos. No es siempre el instrumento perfeccionado de un laboratorio lo que los ha llevado a los grandes descubrimientos, sino la aptitud para observar y reflexionar sobre lo que se ve.Arquímedes descubrió la ley del empuje mientras se bañaba, Galileo, una de las leyes del péndulo viendo oscilar una lámpara en una catedral, Meyer, el principio de la conservación de la energía en el momento de practicar una sangría a un marinero y Meyer no era físico, sino médico.No olvidemos estos ejemplos ilustrativos, que podríamos multiplicar, y no digamos jamás que “no podemos estudiar bien Física porque nuestro laboratorio es pobre”. Por el contrario, un laboratorio pobre puede ser una excelente oportunidad para desarrollar el ingenio, el espíritu de observación y la capacidad de construcción, que han sido siempre preciosos atributos del hombre de ciencia.

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Sepamos, pues, aprender Física al mirar un ómnibus, al observar lo que sucede dentro de un ascensor, improvisando un péndulo con una piedra, construyendo un galvanómetro con el imán de algún automóvil viejo y algunos alambres de cobre. Y así aprendemos más Física y más a fondo que observando desde el banco el deslumbrante aparato llegado de la fábrica.

Un famoso personaje de teatro creía que prosa era lo que escribían los escritores y no eso tan trivial que hablamos todos los días. Y quedo halagado cuando se entero que él también era prosista

Del mismo modo no creamos que Física es solo lo que se hace con los brillantes aparatos, sino algo que realizamos cotidianamente, al caminar, al trabajar, todos somos físicos sin saberlo. Para serlo mejor, basta una condición, saber observar y preguntarse ante cada echo que se observa: ¿cómo? y ¿por qué?

Fuente: introducción a la física 1, de Alberto P. Maiztegui y Jorge A. Sábaig editorial Kapelusz 11ª. edición 1988. Adaptado por el autor

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EL MUNDO MARAVILLOSO DE LA FISICA

Primera actividad 1. ¿De que trata el tema?

2. Señala en el textoa) El echo del cual parte el autorb) La posición del autor acerca del tema c) Los fundamentos científicos de su posiciónd) La mención de autoridades en la materia. ¿Para qué sirve?e) Una comparación al final del texto. ¿Con qué propósito la incluye?

3. Conclusiones

4. ¿Cuál es la función del “pero” en “pero eso no es cierto…”?

5- ¿Qué función cumple la letra negrita?

6. ¿Es adecuado el título? ¿Por qué? ¿Qué otro podrías ponerle?

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EL MUNDO MARAVILLOSO DE LA FISICA

Segunda actividad

1. Realice una segunda lectura reflexiva, rescate las ideas principales.

2. ¿Dónde se encuentra el mundo de la física?

3. ¿Qué cosas gobiernan las leyes de la física?.

4. ¿Por qué no es imprescindible un laboratorio para aprender física?

5. ¿De qué modo se puede ser un físico mejor?

6. ¿Qué es la física?

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"Dadme un punto de apoyo, y moveré la tierra y el cielo".

Arquimedes

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E S T A T I C A

Es la parte de la Física que se encarga del estudio de las FUERZAS Pero en un estado particular de las mismas, “el equilibrio”.

También nos facilita los quehaceres diarios enseñándonos a usar las MÁQUINAS SIMPLES

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FUERZA:

Es toda causa capaz de producir, modificar ó impedir un movimiento ó deformar un cuerpo.

MOVIMIENTO

DEFORMACION

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LAS FUERZAS POSEEN DETERMINADAS CARACTERÍSTICAS

Para considerar todas las características de las fuerzas Se

representan con un vector (flecha)

B A C D

A: un PUNTO DE APLICACIÓN B: un SENTIDO que será positivo ó negativo, representado por la punta de flecha. C La recta en la que está incluida es la DIRECCIÓN (horizontal, vertical, oblicua etc.) D Para representar la INTENSIDAD de la fuerza debe elegirse una escala y entonces su longitud medida en esa escala será el módulo de la fuerza

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Dinamómetro: Dispositivo que permite medir fuerzas, aprovechando la propiedad de algunos cuerpos de deformarse.Mediante la ayuda de dinamómetros se comprueba que la fuerza es una magnitud Vectorial

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Cuando varias fuerzas actúan sobre un mismo cuerpo estamos en presencia de un sistema de fuerzas y a cada una de las fuerzas aplicadas las denominamos componentes del sistema de fuerzas.. Si las fuerzas actúan sobre la misma dirección se denominan fuerzas colineales Si las fuerzas están aplicadas en un mismo punto se denomina sistema de fuerzas concurrentes. Si la fuerzas aplicadas son paralelas estamos en un sistema de fuerzas paralelas Si las fuerzas no son paralelas ni concurrentes es un sistema de fuerzas aplicadasCuando sobre un cuerpo actúa un sistema de fuerzas es posible hallar una fuerza que si fuera aplicada ella sola sobre el cuerpo produciría el mismo efecto que todo el sistema a esta fuerza se la llama resultante.Cuando un sistema está en equilibrio, la resultante es nula.

Dos fuerzas de igual intensidad que tienen la misma recta de acción y sentido opuesto se equilibran.

Sistemas de fuerzas

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Fuerzas Colineales,

Son aquellas que tienen la misma recta de acción. Aquí la resultante del sistema será la suma algebraica de todas las componentes.

.

R = F 1 + F 2 + F 3 + ..........etc

Por ejemplo, si atamos una soga a una caja y dos personas, tiran de dicha soga, están ejerciendo sendas fuerzas colineales del mismo sentido, la resultante será la suma de ambas. Por el contrario si ambos tiran para lados opuestos la resultante será la suma vectorial y para calcular la intensidad debemos restar el módulo de la fuerza mayor menos el de la menor.

Ir a ejercicios fuerzas colineales

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Ejercicios fuerzas colineales

1) Seis niños tiran de una soga aplicando fuerzas de 18, 22, 14, y 19 Kgf (bando A) y otros dos niños aplican fuerzas de 35 y 48 Kgf (bando B)Qué bando gana y con que fuerza?

a) Gana el bando A por 5 Kgfb) Empatanc) Gana el bando A por 10 Kgfd) Gana el bando B por 10 Kgf

Volver a fuerzas colineales

Volver a sistema de fuerzas

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Son aquellas en las cuales sus direcciones se encuentran en un punto, o sea que tienen el punto de aplicación en común.

Las fuerzas concurrentes por ser magnitudes vectoriales, cumplen con las reglas del paralelogramo, y la poligonal

Paralelogramo Polígono de fuerza

// f 2 f 3 f 1 R // f 1 f 2 R // f 3

f 1 // f 1 // f 2 f 2

FUERZAS CONCURRENTES

Ir a ejercicios fuerzas concurrentesVolver al programa

Ejercicios de fuerzas concurrentes

1) Dos fuerzas de 50kgf cada una, forman entre si un ángulo de 120° encontrar la resultante del sistema

2) Resolver el siguiente sistema

F1= 30° 120 kgf + F2= 60° 90 kgf – F3= 120° 150 kgf – F4=180 ° 90 kgf +

3) Una lámpara que pesa 120kgf pende con dos cadenas del techo.Estas forman con el mismo ángulos de 45° y 30° grados. Cual es la tensión que sufren cada una de ellas?

Volver a sistema de fuerzas

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FUERZAS PARALELAS

Son aquellas que jamás tendrán un punto en común.

Las Fuerzas paralelas, las encontramos permanentemente en nuestra vida cotidiana es el caso de la balanza y las cuplas.

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Cupla

caso particular de fuerzas paralelas por no estar en equilibrio.

Ir a ejercicios de fuerzas paralelas

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Ejercicios de fuerzas paralelas

1) Resolver

80kgf 120kgf

240 cm

2) Dos fuerzas paralelas de sentido contrario separadas por 1,20 metros de 30kgf y 50kgf ¿Cuál es la resultante del sistema?

Volver a sistema de fuerzas Volver al programa

Volver a fuerzas paralelas

Sistema de fuerzas aplicadas

Las fuerzas no coinciden en un mismo punto y poseen distintas direcciones.Para obtener la resultante se utiliza el método del polígono funicular.

Se construye el polígono de fuerzas y se elije un polo. Se reducen las fuerzas al polo utilizando rayos que se denominaran con números romanos.Se trasladan los rayos al esquema de la barra (que representa el cuerpo y las fuerzas aplicadas a el ). Para trasladar los rayos se elije un punto cualquiera de la dirección de la fuerza 1 y ahí se trasladan los rayos I y II, se prolonga el rayo II hasta cortar a la fuerza 2, donde el rayo II corta a la fuerza 2 se traslada el rayo III, este se prolonga hasta cortar la fuerza 3, donde la corte se trasladara el rayo IV y así sucesivamente hasta cortar la ultima fuerza, donde se trasladara el ultimo rayo, se prolonga el ultimo rayo hasta cortar el rayo I obteniendo así el punto de la resultante, se traslada ahí la resultante hasta cortar la barra, obteniendo el punto de aplicación de la resultante

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Poligono funicular

F1= 5N R F2= 3N F3= 5N 120° 90° 60°

40 cm 60 cm 60cm 20cmEsquema de la barra

III II IV I

FI

I R II F2 ir a ejercicios de fuerzas aplicadas

III

IV F3

POLO

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Ejercicios de fuerzas aplicadas

1) 3kgf 6kgf 9kgf 60° 90° 120° 2m 3m 4m 1m

2) 8N 90° 4N 30° 6N 150° 30cm 90cm 100cm

Volver al sistemas de fuerzas Volver al programa

Volver a sistema de fuerzas aplicadas

MOMENTO

Cuando una fuerza esta aplicada a una distancia del punto de apoyo del cuerpo, genera un giro en el mismo que se denomina momento

Los cuerpos, sustancias o materia giran, porque existe una fuerza que esta desplazada del punto de apoyo .

MOMENTO

FUERZA

DISTANCIA

Relación Directa

Relación Inversa

M = F . D

Volver al programaIr a ejercicios de momento

Relación Inversa

Ejercicios de momento

1) Cual es el momento que genera una fuerza de 60 kg que se encuentra a 300cm del apoyo

a) 90 kgm . b) 180 kgm, c) 90 Joule . d) 180 Ergios.

2) Determinar el momento del siguiente sistema de fuerzas paralelas

40 kg 30 kg

3 m 5 m

3) Verificar el ejercicio anterior hallando el momento de la resultante

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Volver s momento

MAQUINAS SIMPLESLlamamos maquinas simples a la aplicación de los fenómenos físicos para facilitar las tareas, trabajos y/o acciones.

El físico ARQUIMEDES es considerado el padre de la estática por ser quien ha descifrado y clasificado los fenómenos físicos y los ha utilizado para facilitar las tares Las principales maquinas simples son:

A. LAS PALANCAS

B. LAS POLEAS

C. EL PLANO INCLINADO

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.

PALANCA DE PRIMER GRADO O GÉNERO

Se la define así cuando el Punto de Apoyo se encuentra entre la Resistencia y la Potencia.Como aplicación tenemos, la balanza de precisión, el sube y baja, etc...

Volver a tipos de palanca

Ir a ejercicios de palanca 1° g Volver al programa

EJERCICIOS DE PALANCA DE 1° GENERO

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Volver a maquinas simples

1. Decir cuales son palancas de 1° genero

a. La puertab. Una canillac. La llave de corte de gasd. La tijera

2. Tengo un cuerpo que pesa 300kgf, una barra rígida de 2m de largo y una piedra. ¿Cómo las utilizarías para levantar el cuerpo con el mínimo esfuerzo?

Barra Piedra

Cuerpo

PALANCA DE SEGUNDO GRADO O GÉNERO

Se la define así cuando la Resistencia se encuentra entre el Punto de Apoyo y la Potencia.Como aplicación tenemos, la carretilla, el changuito, etc...

ir a ejercicios de palanca 2° g

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1. Determinar cuales son palancas de 2° genero

a. La pinza de depilarb. La tapa de un libroc. El destapador de botellad. El freno de la bicicleta

2. Tengo dos barras rígidas de 1,5m de largo unidas con un apoyo móvil que les permite girar y un cuerpo con una resistencia de 50kgf ¿Cómo las utilizarías para romper el cuerpo con el menor esfuerzo?

apoyo barras cuerpo

PALANCA DE TERCER GRADO O GÉNERO

Se la define así cuando la Potencia se encuentra entre el Punto de Apoyo y la Resistencia.Como ejemplo tenemos el pedal de las máquinas de coser. etc..

r a ejercicios de palanca de 3° g

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1. Determinar cuales son palancas de 3° genero

a. La pinza para de panaderíab. La puerta de la heladera c. La tecla de la luzd. La caña de pescar

2. En un árbol hay un cuerpo que pesa 5kgf a 3m del piso y tenemos una barra rígida de 3.3m de long. Si nuestros brazos extendidos alcanzan un altura de 2m ¿Cómo utilizarías la barra para bajar el cuerpo con el menor esfuerzo?

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POLEAS

La polea también llamada roldana es una rueda acanalada en su perímetro por la que pasa una soga o cadena.

Podemos utilizarlas de dos maneras..Que la rueda gire en punto polea fija o que se deslice (ruede) sobre la soga polea móvil

POLEA POLEA FIJA MÓVIL Trabaja como Trabaja como una palanca una palancade 1° genero de 2° genero F = P F = P/2


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La combinación de poleas fijas y móviles se denomina

APAREJO

APAREJO POTENCIAL

Esta constituido por poleas móviles que van reduciendo la fuerza o potencia a la mitad.

F = R 2n

Siendo n el numero de poleas móviles

F

RVolver a maquinas simples

Ir a ejercicios de poleas

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APAREJO FACTORIAL

Esta constituido por la misma cantidad de poleas móviles y fijas que conforma dos estructuras, La poleas superiores (fijas) y las poleas inferiores (móviles).Cada polea móvil es resistenciade una polea fija En este aparejo

F = R 2.n

Siendo n el numero de poleas móviles

F

R


EJERCICIOS DE POLEAS

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Volver a poleas


1) un cuerpo de 200 kgf se levanta mediante un aparejo potencial de 3 poleas móviles. ¿Cuál es el valor de la potencia?

33.33kgf 66.66kgf 25 kgf

2) Un cuerpo es sostenido mediante un aparejo potencial de 5 poleas. Si la potencia aplicada es de 60 N, ¿cuál es el peso del cuerpo?

1.920 N 1.875N 375N

3) Mediante un aparejo factorial de 4 poleas, se equilibra un cuerpo de 500 kgf. ¿Cuál es la potencia aplicada?

6,25kgf 625 kgf 125 kgf

El Plano Inclinado (rampa) es una de las más antiguas de las máquinas simples.El hombre se valió de la forma en que éste descompone la fuerza Peso para poder movilizar cuerpos muy pesados.

PLANO INCLINADO

Ir a ejercicios de plano inclinado

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EJERCICIOS DE PLANO INCLINADO

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1) ¿Con que fuerza se desliza el cuerpo y que fuerza resiste el plano inclinado?

60kg

45°

2) ¿Cuál es el peso de un cuerpo que se desliza con un fuerza

de 45kg por un plano de 30°?

Volver a plano inclinado


ESTATICA

EJERCICIO INTEGRADOR

5N 8N

60° 120° 45°

1m 2m 3m 2m

80N

30°

Que fuerza se debe realizar con la dirección de 45° al final de la barra para que el sistema se encuentre en equilibrio

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Nunca encontré una persona tan ignorante del que no pudiese aprender algo.

Galileo Galilei

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CINEMATICA

La cinemática es la parte de la física que estudia los movimientos sin tener en cuenta, la masa del móvil ó las causa que los producen.

Uno de sus principales referentes es GALILEO GALILEI

Se dice que un cuerpo está en movimiento cuando ocupa sucesivas posiciones diferentes con respecto a otro que se encuentra fijo llamado marco de referencia.El cuerpo que se mueve se lo denomina móvil y en un movimiento se debe tomar en cuenta el espacio que recorre el móvil, el tiempo que tarda en recorrerlo y la velocidad del movimiento, o sea el espacio recorrido en la unidad de tiempo.A la unión de las sucesivas posiciones ocupadas en el espacio por el cuerpo que se mueve se la denomina trayectoria y esta puede ser rectilínea, circular, elíptica, periódica etc.

Uno de los movimientos más sencillos de comprender físicamente es el movimiento en línea recta a velocidad constante. Este tipo de fenómeno es conocido como Movimiento Rectilíneo Uniforme M. R. U

Luego observamos un movimiento cuya trayectoria es rectilínea pero donde la velocidad varía en forma constante y la denominamos Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado M. R. U. V

Por último veremos un movimiento de trayectoria recta pero cuya aceleración es especial (aceleración de la gravedad) llamado Caída libre y Tiro vertical C. L

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20 cm

Movimiento Rectilíneo Uniforme (M. R. U)

Decimos que un movimiento es rectilíneo uniforme cuando: recorre espacios iguales en tiempos iguales y su trayectoria es recta.Un perrito de juguete, de cuerda, camina en línea recta a razón de 20 cm cada segundo.

Se llama velocidad del movimiento al cociente entre el espacio recorrido y el tiempo que emplea en recorrerlo.

V=

En el caso del perrito de juguete, dijimos que recorre 20 cm en 1 s, por lo tanto: V = 20 cm 1s Las unidades de velocidad son cocientes entre unidades de distancia y de tiempo. Las más utilizadas son cm/s, m/s, km/h. Ir a ejercicios de unidades

Representaciones gráficasEn un M. R. U, la velocidad es constante, o sea que, mientras dura el movimiento, al transcurrir el tiempo, la velocidad mantiene su valor. (ver gráficos M.R.U ).

IR A EJERCICIOS DE M. R. U VOLVER A CINEMATICA

1 seg

e. t

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Ejercicios de M. R. U

1) Cuanto tiempo tarda un perro en recorrer una distancia de 90 cm si su velocidad es de 20 cm/s?

a) 18 sb) 0,22 sc) 4,5 sd) 2,7 s

2) Un móvil recorre 1200 dam en 2 hs con velocidad constante, ¿Cuál es su velocidad? Expresarla en m/seg y en km/h

3) Un móvil posee una velocidad constante de 45m/seg ¿Cuántos km recorrerá en 2hs 45 minutos

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EJERCICIOS DE UNIDADES:

1)Una velocidad de 20 cm/s puede ser expresada en m/h. Cual de estas respuestas es la correcta

a) 200 m/hb) 0,002 m/hc) 720 m/hd) 7,20 m/h

2) expresar en m/s

e)30 km/hf) 1200 m/sg)7200 m/h

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IR A TABLA DE UNIDADESVOLVER A M. R. U

GRAFICA DE M.R.U

Se representa el movimiento en los ejes cartesianos.Sobre el eje horizontal (abscisa) se grafica el tiempo, y en el eje vertical (ordenada) se grafica la distancia

metros

seg

50 A40

30

20 B10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Móvil A v= 10m/s

Móvil B v= 3,33m/s

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Movimiento Rectilíneo Uniforme Variado (M. R. U. V)

Un movimiento es rectilíneo uniforme variado si su trayectoria es recta y el móvil experimenta variaciones de velocidad iguales en tiempos iguales.

Estas variaciones pueden indicar tanto un aumento de velocidad (aceleración positiva), con lo cual el movimiento será uniformemente acelerado (M. R. U. A), como una disminución de la velocidad (aceleración negativa) el cual se llamará movimiento uniformemente retardado(M. R. U. R).

En la vida cotidiana es muy común observar muchos de estos fenómenos, por ejemplo un automóvil que está detenido en un semáforo y arranca cuando la luz cambia a verde. Este proceso de pasar de estar en reposo (quieto) a tener movimiento, es un caso de M. R. U. V acelerado. En cambio cuando frena es un M. R. U. V desacelerado. Definimos aceleración al cociente entre la variación de velocidad por unidad de tiempo. La unidad más utilizada es: m/s2.

a= Vf - Vi tPara describir matemáticamente el movimiento de un cuerpo se precisan dos ecuaciones:

e = 1/2. a . t 2 (cuando el móvil parte del reposo) e = Vi . t + 1/2 . a . t 2 (cuando el móvil tiene una vi)

Se debe notar que los signos de las velocidades y la aceleración dependerá del movimiento

Representaciones gráficas M. R. U. V

En un M. R. U. V, es la aceleración del movimiento la que se mantiene constante.Los gráficos de espacio en función del tiempo son parábolas y los gráficos de velocidad en función del tiempo son línea recta.

IR A EJERCICIOS M. R. U..V VOLVER A CINEMÁTICA Volver al programa

Ejercicios de M.R.U.V

1)Un móvil que recorria 20 m en 5 segundos luego de 2,5 segundos adquiere una velocidad de 4,5 m/s. Que aceleración posee?

a) -0,2 m/s2

b) 0.2 m/s2

c) 1.6 m/s2

d) -1.6 m/s2

2) un móvil que parte de reposo adquiere una velocidad de 60 km/h en 15 minutos ¿Cuál es la aceleración? Y ¿Qué espacio recorrió?

3) Un móvil adquiere una velocidad de 120km/h en 120 minutos con una aceleración de 12,5 m/s ¿Qué velocidad tenia al iniciar el estudio? y ¿Qué espacio recorrió?

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CAÍDA LIBRE y TIRO VERTICAL

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Caída libre y Tiro vertical Estos movimientos se resuelven con las mismas ecuaciones de MRUV, tomando como aceleración la de la gravedad de la tierra, que en vez de "a" la llamamos "g". También es un valor vectorial y su módulo es:

Su signo depende de como ubiquemos el sistema de referencia. Si el sistema lo ponemos creciente desde la tierra hacia arriba entonces g tiene signo negativo.

Debido a que trabajamos con sistemas coordenados, utilizamos la misma fórmula para el tiro vertical que para la caída libre (que además son las mismas formulas que utilizamos para todo MRUV). Tomamos positiva la aceleración cuando la velocidad aumenta en el sentido que crece el sistema de referencia y negativa en el otro caso.

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CAÍDA LIBRE

La caída libre corresponde al movimiento en dónde se deja caer un objeto desde arriba. El siguiente gráfico corresponde a la velocidad durante la caída libre, poniendo un sistema de coordenadas con el origen en el piso y dirigido hacia arriba, es decir la velocidad tiene signo negativo.Con esta disposición, la aceleración también tiene signo negativo. En el gráfico consideramos velocidad inicial nula. Si realizamos un ejercicio completo de tiro vertical y caída libre, hay que tener en cuenta que en el tiro vertical sí tenemos velocidad inicial, pero la caída libre es otro movimiento que comienza justamente cuando esa velocidad es cero. De todas formas la caída libre también puede tener velocidad inicial en otros casos.

TIRO VERTICAL

El tiro vertical corresponde al movimiento en el cual se lanza un objeto en línea recta hacia arriba con una velocidad inicial.

CAIDA LIBRE TIRO VERTICAL

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EJERCICIOS DE CAÍDA LIBRE Y TIRO VERTICAL

1) Se lanza una piedra hacia arriba, con una velocidad de 40 m/seg Calcular

a.¿A qué altura sube la piedra?b.¿Qué tiempo puso para llegar al punto más alto?c. Al cabo de dos segundos, ¿cuál es la posición de la piedra?d. Al cabo de dos segundos, ¿cuál es la velocidad?e. Al cabo de 6 segundos, ¿cuál es la posición? f Al cabo de 6 segundos, ¿cuál es la velocidad?g. Al cabo de 10 segundos, ¿cuál es la posición?

2) ¿Que altura alcanza un móvil que pose una velocidad de 5 m/s que al ser arrojada en dirección vertical tarda en detenerse 20 seg?

3) Una maceta resbala de la cornisa de una ventana que está 3,5 m arriba de una mujer que encuentra sentada abajo.

a.¿Con qué rapidez se movía la maceta en el momento de golpear a la dama? b.¿De cuánto tiempo dispone la mujer para hacerse a un lado después de que una

persona la alertó, precisamente en el momento en que comenzaba a caer la maceta

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Volver al programaVOLVER A CAÍDA LIBRE Y TIRO VERTICAL

EJERCICIO INTEGRADOR DE CINEMÁTICA

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1. Un corredor que parte del reposo acelera en línea recta a una aceleración de 5.5m/s2 durante 6s. ¿Cuál es la velocidad del corredor al final de este tiempo? Y Un paracaídas se abre en este momento y hace que el corredor desacelere uniformemente a razón 2.4m/s2 ¿Cuánto tardara en detenerse?, ¿Qué tanto avanzó?, Si una pared se encuentra a 220m de distancia del lugar que se abrió el paracaídas se estrello o no?

NO SE ESTRELLO SI SE ESTRELLO

2. Un móvil parte de reposo desde un punto A con dirección a un punto B. Luego de 2hs pasa por B con destino a A .otro móvil con una velocidad constante de 80km/h. Si el móvil A tiene una aceleración de 40m/s2 ¿A que distancia del punto A se cruzan? ¿cuanto tiempo tarda el móvil B en cruzarse con el móvil A? ¿Qué velocidad posee A en el instante del encuentro, y a que velocidad llega al punto B?

La sucesión de las generaciones humanas a través de los tiempos puede ser considerada como un solo hombre que vive eternamente y no deja de aprender”.

Pascal pensador francés.

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DINAMICA

La dinámica, estudia el porque se mueven los cuerpos , las causas que producen ese movimiento.

El físico y matemático I .F. NEWTON es uno de los físicos mas destacados en la búsqueda de las explicaciones de los motivos por los cuales se producen los fenómenos físicos Obtenidas las respuestas las enuncia en tres principios.

Y al encontrar la explicación, aparecen nuevas , unidades,

PRINCIPIOS

DE INERCIA

DE MASA

DE ACCION Y REACCION

Todo cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme en que se encuentra a menos que actúe sobre el una fuerza exterior que lo obligué a cambiar

Si sobre un cuerpo se aplica una fuerza éste adquiere una aceleración directamente proporcional al modulo de la fuerza aplicada, en la misma dirección y sentido de la fuerza aplicada

Si un cuerpo ejerce sobre otro una fuerza, el segundo ejerce sobre el primero otra fuerza de igual modulo y sentido contrario

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PRINCIPIOS DE LA DINAMICA

•Principio de inercia

Si estamos sentados en un automóvil y éste arranca bruscamente nos vamos hacia atrás es como si tratáramos de permanecer en el estado de reposo en el que nos encontrábamos.

Cuando un colectivo se desplaza a gran velocidad y frena de repente, los pasajeros se sienten arrojados hacia delante, como queriendo mantener el movimiento que tenían.

Si vas en un automóvil a gran velocidad y este dobla, te sentís empujado hacia el costado, es como si tu cuerpo quisiera mantener la dirección en que venia

LA TENDENCIA QUE TIENEN LOS CUERPOS A CONTINUAR EN EL ESTADO DE REPOSO O DE MOVIMIENTO EN QUE SE ENCUENTRAN SE DENOMINA

INERCIAVOLVER A DINÁMICA IR A EJERCISIOS DE DINAMICA

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• Principio de masa

Si a un cubo de plomo de 10 cm de lado que se encuentra en reposo se le aplica una fuerza F que lo mueve, provocamos en él una determinada aceleración a, si aplicamos el doble de fuerza 2.F la aceleración será el doble, 2.a Si a un cubo de plomo de 5 cm de lado que se encuentra en reposo le aplico la misma fuerza F del ejemplo anterior, la aceleración producida en la caja será mayor.A iguales fuerzas las aceleraciones serán distintas en relación con la masa a la que se le aplique; F= fuerza aplicada, m =masa del cuerpo, a = aceleración adquirida

LA SEGUNDA LEY DE NEWTON QUEDA, POR LO TANTO EXPRESADA,:

F = m . aIR A EJERCISIOS DE DINAMICAVOLVER A DINÁMICA

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• Principio de acción y reacción

Si pegamos un golpe a la mesa, y luego pegamos un golpe mas fuerte y pegamos nuevamente pero más fuerte, ¿por qué nos duele a nosotros la mano, si somos nosotros los que estamos ejerciendo la fuerza?Tu mano ejerce sobre la mesa una fuerza, llamémosla de acción o Fa la mesa ejerce sobre tu mano otra fuerza de reacción o Fr. Estas fuerzas son opuestas, o sea tienen la misma dirección, modulo y sentido contrario, de ahí que cuanto mayor sea la fuerza que ejerzas mas sentirás la reacción en la mano.

Ambas fuerzas aparecen y desaparecen simultáneamente de ahí que se denomine el par de acción - reacción

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1) Sabes que bajar de un vehículo en movimiento es peligroso, pero supongamos que te vieras obligado a saltar de un tren en marcha, ¿ qué dirección y sentido tomaría al saltar?

A C B2) Cuando utilizamos una patineta ¿ que dirección y sentido toma la fuerza que empleamos para desplazarnos?

A B

3) Si chocan de frente un cuerpo de 150 kg masa con otro de 300 kg masa y ambos circulaban con igual dirección con igual velocidad y en sentido contrario ¿cuál sufrirá mayor deformación y desplazamiento del punto del choque ?

RT E N

?

EJERCICIOS DE INTEGRACION DE DINAMICA

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MAGNITUD

Todo lo que es posible comparar se puede medir

Pare medir el hombre creo las magnitudes:

La magnitud. Es el elemento matemático que permite comparar y relacionar cuerpos, sustancias, materia hechos , etc. El hombre denomina a los cuerpos, sustancias , materia, hechos , etc. Dando así origen a las unidades

La magnitud consta de dos componentes. el numero y la unidad

EL NUMERO. Elemento cuantitativo (indica la cantidad)

LA UNIDAD Elemento cualitativo (indica que se mide) (cantidad) (cantidad) (cantidad) 3 metros 6 horas 18 mesas etc. (longitud) (tiempo) (objeto)

¿que posee mayor longitud? a) 2,4 m b) 139 cm c) 0,5 km¿quien espero mas tiempo? a) 5600 seg b) 2 hs c) 0,125 días

No podemos comparar ni relacionar cuando utilizamos unidades diferentes

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Para poder comparar y medir con mayor facilidad el hombre desarrollo

ESCALAS DE MEDICIÓN

Escala decimal: KM HM DAM M DM CM MM

Escala horaria.: HORA MINUTO SEGUNDO

Escala musical DO RE MI FA SOL LA SI

Escala monetaria: PESO CENTAVO . LIBRA CHELIN

Etcétera

Utilizando los escalas unificamos las unidades , lo que permite la comparación

La unificación de unidades dio origen a dos sistemas de uso internacional .

M.K.S C.G.S

También esta el sistema de uso popular o local denominado técnico

UNIDADES BASICAS

Se denominan unidades básicas a las que el hombre invento porque lo que se mide solo tiene relación con si mismo

Concepto M. K. S. C.G.S. TÉCNICO

Unidades

básicas

Distancia o espacio Metro Centímetro Metro

Masa Kilogramo Gramo u. t. m.

Tiempo Segundo Segundo Segundo

Todas las demás unidades se denominan unidades compuestas

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CONCEPTO M.K.S. C.G..S TECNICO Unidades básicas

DISTANCIA = dESPACIO = e

Metro = m 102 cm Metro = m10-2 m Centímetro = cm 10-2 m

MASA = mKilogramo = kg 103 gr 0.102 U.T.M

10-3 kg Gramo = gr 0.102x 10-3 U.T.M9.8 kg 9.8 x 103 gr Kg.s2/m =U.T.M

TIEMPO = t Segundo Segundo Segundo

Unidades de mecánica

Unidades de espacio

SUPERFICIE sup = d x d

m2 104 cm2 m2

10-4 m2 cm2 10-4 m2

VOLUMEN vol = d x d x d

m3 106 cm3 m3

10-6 m3 cm3 10-6 m3

VELOCIDAD ve

et

m/s 102 cm/s m/s10-2 m/s cm/s 10-2 m/s

ACELERACION= a

GRAVEDAD = gvF - vI

tm/s2 102 cm/s2 m/s2

10-2 m/s2 cm/s2 10-2 m/s2

FUERZA = F

PESO = P

m x a

m x g

Kg.m/s2 = Newton 105 DINA 0.102 kg

10-5 N gr.m/s2= DINA 0,102 x10-5 kg

9.8 N 9.8 x 105 DINA Kg

CUADRO DE UNIDADES

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Concepto M.K.S C.G.S TÉCNICO

Unidades

de mecánica

PRESIÓN = Pe f. s

N / m2 = Pascal=Pa 10 baria 0.102 Kg/m2

10-1 Pa Dyn / cm2 = baria 0.102 x 10-1 Kg/m2

9.8 Pa 9.8 x 10 baria Kg/m2

MOMENTO = M

TRABAJO = Lf x d

N x m = Joule=J 107 E 0.102 kgrmt

10-7 J DINA x cm =Ergio 0.102 x 10-7 kgrmt

9.8 J 9.8 x 107 E kgrmt

POTENCIA = PoL.t

J/S = WATTS 107 E/S .0102 kgmt/s

10-7 watt E/S 0102 x 10-7 kgmt/s

9.8 watt 9.8 x 107 E/S Kgm/s

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EJERCICIO INTEGRADOR

1) Un cuerpo de 10 kg de masa tiene una aceleración de 15 m/s2 ¿qué hace?A un trabajo de 150 JoulesB un momento de 150 ErgiosC una fuerza de 150 Newton

2) Dos maquinas elevan dos cajas iguales, a una misma altura y empleando la misma fuerza, la maquina 1 empleo 2800 Watts y la maquina 2, empleo 1400 Watts ¿dónde esta la diferencia de potencia?

A en el tiempo empleadoB en el trabajo realizadoC en la presión ejercida

3) ¿Una mujer que tiene 1.65 m de altura y pesa 59 ejerce la misma presión, cuando esta calzada con zapatillas que cuando esta calzada con zapatos de taco fino?

A siB no

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ARQUÍMEDES

Nace en Siracusa (Sicilia), dos generaciones después de Euclídes (287–212 a.c.). Muchas de sus vivencias, han llegado hasta nuestros días, al igual que muchos de sus trabajos matemáticos. Todas las fuentes que le han descrito, coinciden en que era un genio excéntrico

Hijo de astrónomo, desde joven se interesó por el estudio de los cielos. Su impresionante talento matemático se incrementó por su capacidad de concentración. Llegaba a pasar largos periodos de tiempo trabajando. Cuentan que se olvidaba de comer y descuidaba su persona hasta el punto de que era obligado a bañarse a la fuerza.

Pasó tiempo en Egipto, donde estudió en la gran biblioteca de Alejandría, las enseñanzas de Euclides. Durante esta estancia en el valle del Nilo, inventó el llamado “Tornillo de Arquímedes”, consistente en un artefacto capaz de elevar agua desde un nivel bajo a otro más alto. Este invento es usado hoy en día.A pesar de que en Alejandría se hallaba la cuna del saber por aquel entonces, decidió volver a Siracusa, donde pasó el resto de sus días

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. Permaneció en contacto con los sabios Alejandrinos y gracias a la correspondencia que mantenía con ellos, han llegado hasta nuestros días numerosos escritos

Entre sus inventos más destacados encontramos la palanca, la polea (simple y compuesta), las catapultas, un sistema de espejos -quizá legendario- que incendiaba las embarcaciones enemigas al enfocarlas con los rayos del sol. y numerosos elementos destinados a la defensa.

Arquímedes es conocido sobre todo por el descubrimiento de la ley de la hidrostática, el llamado principio de Arquímedes, que establece que "un sólido sumergido en un líquido recibe un empuje hacia arriba igual al peso del volumen del líquido que desaloja".Se dice que este descubrimiento lo hizo mientras se bañaba, al comprobar cómo el agua se desplazaba y se desbordaba. Al ser conquistada Siracusa, durante la segunda Guerra Púnica, fue asesinado por un soldado romano que le encontró dibujando un diagrama matemático en la arena. Se cuenta que Arquímedes estaba tan absorto en las operaciones que ofendió al intruso al decirle: "No desordenes mis diagramas".

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Galileo (Galileo Galilei) (1564-1642)Físico y astrónomo italiano, Nació en la ciudad italiana de Pisa, en 1564.En el campo de la física descubrió las leyes que rigen la caída de los cuerpos y el movimiento de los proyectiles. A los diecisiete años se inscribió en la universidad para realizar estudios de medicina, pero no logró terminar la carrera pues su interés estaba puesto en las ciencias exactas. Estudió a Euclides y Arquímedes, y además de observar la naturaleza, se ocupó de los asuntos relacionados con la mecánica. Su curiosa mirada atrapaba cuanto ocurría a su alrededor, y así fue como las oscilaciones regulares de una lámpara colgada en la bóveda de la catedral llamaron poderosamente su atención. Esto lo llevó a pensar en aplicar el movimiento constante a la medición del tiempo.En 1586, logró crear una balanza que permitía medir el peso de los cuerpos.La muerte de su padre lo colocó en una situación poco menos que desesperada pues le correspondió hacerse cargo de su familia.Su principal contribución a la astronomía fue la construcción de un telescopio para la observación, descubriendo las manchas solares, valles y montañas lunares, los cuatro satélites mayores de Júpiter y las fases de Venus.BasadoEn 1595, Galileo se inclinó por la teoría de Copérnico, que sostenía que la Tierra giraba alrededor del Sol desechando el modelo de Aristóteles y Tolomeo en el que los planetas giraban alrededor de una Tierra estacionaria.

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Aunque Galileo sufrió entonces las críticas de los tradicionalistas, y otros hombres de ciencia que intentaron desacreditarlo, el reconocimiento de científicos de la época como Kepler, por ejemplo, lograron reivindicar su imagen. Como resultado, ganó también la protección de Cosme II de Médicis.Con todo, Galileo conocía el poder de la inquisición y sabía que sus observaciones celestes no se apegaban a la realidad aceptada por la Iglesia. Su antecedente más cercano era que Copérnico, cuyas conclusiones eran avaladas por sus estudios, empezaba a ser sospechoso de herejía.Aun así, siguió adelante con la pretensión no de desafiar a la Iglesia, sino de convencerla de que sus teorías científicas estaban equivocadas. La Iglesia le abrió proceso para proclamar su poder y preservar su autoridad.Fue citado y conminado a alejarse de las ideas de Copérnico, pero Galileo mantuvo recta su convicción hasta que en 1634, a los setenta años, fue convocado nuevamente para afrontar un humillante proceso que duró 20 días. Fue condenado a abjurar de su doctrina y a prisión de por vida, pena que más tarde aminoró y recibió permiso para aislarse en su villa rural de Arcetri, donde murió el 8 de enero de 1642. Inventos y estudiosinventó un 'compás' de cálculo que resolvía problemas prácticos de matemáticas. descubrió las leyes de la caída de los cuerpos y de la trayectoria parabólica de los proyectilesestudió el movimiento del pénduloinvestigó la mecánica y la resistencia de los materiales.

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ISAAC NEWTON (1642-1727)

Físico, astrónomo y matemático inglés. Fue su abuela quien se encargó de su educación haciéndolo asistir a la escuela pública de Grantham. Fue en esa ciudad y con ayuda del farmacéutico Clarck cuando comenzó a familiarizarse con la química.

En 1665 retirado en el campo, a causa de la peste que asolaba entonces Londres, desarrolló una intensa y fecunda actividad. Durante este período escribe sus primeras ideas y teorías., que luego desarrollaría durante su vida.Podemos mencionar las experiencias sobre descomposición de la luz y los primeros estudios sobre ella, cuyo perfeccionamiento significó elaborar la Teoría de los Colores.

Realizó investigaciones sobre química y metalurgia y las primeras meditaciones que culminarían en la elaboración de la Teoría de la Gravitación Universal. Con esta teoría surge la anécdota de la manzana que cayó de un árbol y que golpeó la cabeza de Newton, la que lo indujo a meditar sobre la universalidad de la fuerza que la provoca.

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En matemáticas descubre la fórmula para elevar un binomio a cualquier potencia.En 1669 con 27 años tenía una cátedra y se encontraba en la cima de su carrera. En 1687 publicó los "Principios matemáticos de la filosofía natural", fundamento de la mecánica celeste y de toda la física clásica. En ella exponía, basándose en la hipótesis de Copérnico y en los hechos de la observación, un sistema completo en el que hacía extensivas a toda la naturaleza las leyes de un sistema de mecánica racional, del que formuló los tres principios fundamentales. En la obra citada, presentó la Ley de Gravitación Universal.

En los últimos años de su vida, la actividad científica baja, ya que se dedicó a los problemas teológicos e históricos que le interesaron desde joven y a un trabajo sobre cronología de la antigüedad. Es sepultado con grandes honores en la Abadía de Westminster.

Su trabajo ejerció una notable influencia en el desarrollo posterior de la ciencia.Durante dos siglos, Los descubrimientos de Isaac Newton fundamentaron toda la física posterior hasta la formulación de la teoría de la Relatividad.

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